Synthèse de pérosckites La1-xAxBO3 (A = Sr, Ag, Ce ; B = Mn, Cr ; 0 ≤ x ≤ 0,2) par des méthodes conventionnelles ou assistées par micro-ondes pour la combustion catalytiue du méthane et des suies

Synthesis of perovskites La1-xAxBO3 (A = Sr, Ag, Ce ; B = Mn, Cr ; 0 ≤ x ≤ 0,2) by conventionnel methods or assisted by microwaves for methane or soots combustion

• Auteur / Autrice : Simon Ifrah
• Direction : Abdel Hakim Kaddouri
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Lyon 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Moteurs diesel -- Gaz d'échappement

Oxydation

Méthane

Micro-ondes

Synthèse hydrothermale

Pérovskites

Résumé

L’objectif de cette étude a été de développer et d’optimiser la préparation de catalyseurs à base de pérovskites La1-xAxBO3+δ (A = Sr, Ag, Ce; B = Mn et Cr; 0 ≤ x ≤ 0,2) utilisées en combustion du méthane. Les catalyseurs ont été préparés, à pression atmosphérique ou sous pression (conditions hydrothermales), par des méthodes conventionnelles (co-précipitation) et non conventionnelles (sous micro-ondes). La méthode de préparation a un effet important sur les propriétés physico-chimiques des catalyseurs préparés et par conséquent affecte leur activité catalytique en combustion du méthane. La substitution d’éléments actifs (Sr, Ag, Ce) dans les réseaux LaBO3 (B = Mn, Cr) permet d’abaisser considérablement la température (T50) de combustion du méthane. Le système à base des oxydes lanthane-chrome existe sous différentes formes (LaCrO3, LaCr2O6, LaCrO3- La2O3 et LaCrO3-LaCr2O6) dont l’obtention dépend du mode de synthèse utilisé. La teneur de la phase secondaire (LaCr2O6 ou La2O3) est fonction de l’atmosphère, de la température et de la durée de calcination utilisées. Ces catalyseurs présentent des réductibilités différentes (mobilité des espèces oxygène variable) ce qui affecte leur activité en combustion du méthane ou des suies diesel. En effet la pérovskite LaCrO3 préparée par la méthode hydrothermale, très peu réductible et possédant une importante aire BET, conduit à une activité très importante en combustion des suies diesel (Tmax = 435°C) mais présente une faible activité en combustion du méthane. Tous les catalyseurs à base de manganèse sont affectés par l’empoisonnement par H2S, lequel provoque une diminution de l’activité catalytique en combustion du méthane liée à la diminution du nombre des sites actifs. Ce dernier reste, toutefois appréciable dans le cas du catalyseur le plus actif La0. 8Ag0. 2MnO3+δ préparé par la méthode hydrothermale assistée par micro-ondes

The objective of this study was to develop and to optimize the preparation of La1-xAxBO3+δ perovskites catalysts (A = Sr, Ag, Ce; B = Mn or Cr; 0 ≤ x ≤ 0. 2) used for methane combustion. Catalysts were prepared, at atmospheric pressure or under pressure (hydrothermal conditions), by conventional methods (co-precipitation) and non conventional methods such as microwaves irradiation. The method of preparation has an important effect on the physico-chemical properties of the prepared catalysts and affects consequently their catalytic activity in methane combustion. The substitution of active elements (Sr, Ag, Ce) in the networks of LaMnO3 and LaCrO3 allows to lower considerably the light-off temperature (T50) of methane combustion. The lanthanum-chromium oxides system exists under various forms: LaCrO3, LaCr2O6, LaCrO3- La2O3 and LaCrO3-LaCr2O6 whose obtaining depends on the used mode of synthesis. The content of the secondary phase (LaCr2O6 or La2O3) is dependent on the atmosphere, the temperature and the duration of calcination used. These catalysts present different reducibility (mobility of the oxygen species) which affects their activity in methane or diesel soot combustion. However, LaCrO3 perovskite, prepared using hydrothermal method which was found to be hardly reducible and possessing a great BET surface area, leads to an important activity in diesel soot combustion (Tmax = 435°C) but shows low activity in methane combustion. All manganese based catalysts are affected by the poisoning by H2S, who provokes a decrease of the catalytic activity in combustion of the methane which is connected to the decrease of the number of the active sites. The latter remain, however noticeable in the case of the most active catalyst La0. 8Ag0. 2MnO3+δ prepared using microwaves assisted hydrothermal synthesis