Obtention d'hydrocarbures legers via co/h 2, co 2/h 2 sur materiaux composites fe-co metal / ferrite de cobalt

• Auteur / Autrice : FABRICE TIHAY
• Direction : Geneviève Pourroy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Strasbourg 1

Résumé

Les principaux catalyseurs utilises pour l'hydrogenation du monoxyde de carbone (ou synthese fischer-tropsch) pour la production d'hydrocarbures sont a base de fer et/ou de cobalt. Aussi bien pour les catalyseurs a base d'oxyde de fer que pour ceux a base de cobalt, un traitement reducteur sous hydrogene et/ou monoxyde de carbone est necessaire a leur mise en regime. Ainsi la preparation de catalyseurs a base de fer et de cobalt, contenant une phase metallique et une phase oxyde sans traitement reducteur prealable, pour la production d'hydrocarbures insatures semble interessante. La synthese de tels materiaux a ete realisee par voie douce et repose sur la dismutation du fe(ii) en fe(0) et en magnetite en milieu aqueux fortement basique et chauffe. En presence de cobalt(ii), la reaction d'oxydo-reduction fe 0 + co 2 + fe 2 + + co 0 a lieu. Ainsi, un materiau nano-composite, stable a l'air, contenant un alliage (co-fe) et une magnetite de cobalt est obtenu. La formule de ce composite peut s'ecrire (co-fe) co xfe 1 xo 4. Le materiau est compose principalement de magnetite au cobalt et d'un alliage (co-fe) de structure c. C. Isomorphe de -fe. La transformation de la structure c. C. En structure c. F. C. De l'alliage (co-fe), observee pour une temperature superieure a 430\c, revele un enrichissement de l'alliage en cobalt. Cet enrichissement en cobalt s'explique par la reaction d'oxydo-reduction entre le fe(0) de l'alliage et le co(ii) de la phase spinelle. L'etude a consiste a relier les differentes caracteristiques du catalyseur (rapport co/fe, etat de surface observe par xps, met, meb) aux proprietes catalytiques. Ainsi, on observe qu'un catalyseur ayant subi un traitement flash sous argon a 800\c, conduit a une selectivite vers des hydrocarbures lourds (>70% en masse). Ceci a ete relie a la presence de co 3o 4 en surface du catalyseur. En revanche, pour les catalyseurs n'ayant pas subi de traitement thermique, la selectivite est orientee vers les hydrocarbures legers (c 2-c 4).