Thèse soutenue

Catalyseurs d’hydrotraitement modèles à base du Mo et supportés sur α-Al2O3 : étude sur l’incorporation du cobalt, phosphore et triéthylène glycol par une approche de science de surfaces
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Auteur / Autrice : Ricardo Antonio Garcia de Castro Insua
Direction : Xavier Carrier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie des matériaux
Date : Soutenance le 12/11/2020
Etablissement(s) : Sorbonne université
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de réactivité de surface (Paris ; 1985-....)
Jury : Président / Présidente : Corinne Chanéac
Examinateurs / Examinatrices : Valérie Briois, Élodie Devers, Mathieu Digne
Rapporteurs / Rapporteuses : Dorothée Laurenti, Roelof Prins

Résumé

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La genèse de la phase active dans les catalyseurs d’hydrotraitement est influencée par la nature du support. Néanmoins, une description à l’échelle moléculaire des interactions métal-support est encore balbutiante dû aux sites de sorption mal définis du support industriel γ-Al2O3. Une approche de science des surfaces en phase aqueuse a contourné cette limitation en utilisant des monocristaux de α-Al2O3 selon 4 orientations : C(0001), A(112 ̅0), M(101 ̅0), et R(11 ̅02) pour étudier la genèse de MoS2 en contrôlant la spéciation des sites de surface. Cette approche a montré que des propriétés de MoS2 sont contrôlées par les interactions Mo-support qui sont à la fois déterminées par le type de OH de surface. Ce travail vise à se rapprocher aux catalyseurs industriels en intégrant du cobalt, du phosphore, et du TEG. Des techniques de caractérisation de surface ont été utilisées pour étudier cette dépendance. Il est montré que le phosphore interagit de manières diverses selon le support, ce qui conduit à un effet sur la sulfuration. Au contraire, la promotion de MoS2 par le Co ne dépend que de la sulfuration du Mo. Enfin, il est montré que l’absence de l’étape de calcination et l’ajout de TEG diminue les interactions métal-support, menant à des taux de sulfuration plus élevés. L’activité catalytique des catalyseurs promus a été étudiée en hydrodésulfuration du thiophène. Elle est plus importante chez les catalyseurs supportés sur la face A(112 ̅0), ce qui suggère que les interactions métal-support intermédiaires mènent à des activités plus élevées. Ces résultats peuvent donner lieu à la synthèse de catalyseurs plus efficaces au travers du contrôle de la morphologie du support.