Elaboration, étude des propriétés catalytiques et de conduction de tungstates (Sr,Ce)W04 : application à la conversion du méthane
Auteur / Autrice : | Rafael Hernandez Damascena Dos Passos |
Direction : | Christine Leroux, Carlson Pereira de Souza |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie |
Date : | Soutenance le 06/12/2018 |
Etablissement(s) : | Toulon en cotutelle avec Universidade federal do Rio Grande do Norte (Natal, Brésil) |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Mer et Sciences (Toulon ; 2012-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Etablissement d'accueil : Universidade federal do Rio Grande do Norte (Natal, Brésil) |
Laboratoire : Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence (Marseille ; Toulon ; 2008-….) | |
Jury : | Président / Présidente : Elson Longo da Silva |
Examinateurs / Examinatrices : Marie-Vanessa Coulet, César Augusto Moraes de Abreu, Sibele Berenice Castella Pergher, Madjid Arab | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Elson Longo da Silva, Jean-Henry Ferrasse |
Mots clés
Résumé
Des tungstates (Ce,Sr)WO4 ont été élaborés par la méthode EDTA citrate. Pour la première fois, un tungstate ternaire de cérium et de strontium, de structure quadratique, a été synthétisé. Il s’agit d’une structure scheelite lacunaire en cations avec 35% de cérium et en substitution sur le site A de la scheelite ABO4, de formule chimique Sr1/2Ce5/14□1/7WO4. La caractérisation structurale avancée par diffraction de rayons X et microscopie électronique a montré que le groupe d’espace pertinent était I-4 et non pas I41/a , avec une contraction des paramètres de maille et une distorsion des polyèdres AO8. Des modulations incommensurables limitées à des nanodomaines de 10-20 nm, ainsi que d’une mise en ordre partielle des cations et lacunes ont été mis en évidence. L’efficacité catalytique de ce composé ternaire, pour la production d’hydrogène par conversion du méthane, a été mesurée et comparée à celles des tungstates binaires. L’oxydation partielle du méthane, menant à la production d’hydrogène, est réalisée pour une gamme de températures et de concentration en CH4. La conduction électrique dans ce nouveau composé, avec une faible énergie d’activation, favorise cette oxydation du méthane. Un prototype de réacteur membranaire a été conçu et réalisé.