Caractérisation par spectroscopie infrarouge de la nature et des propriétés des espèces sulfates adsorbées à la surface d'oxydes métalliques simples ou mixtes

par Mohamed Waqif

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Odette Saur.

Soutenue en 1991

à Caen .


  • Résumé

    La basicité des aluminates de magnésium et de zinc a été comparée a celle de MgO, ZnO et Al#2O#3 a l'aide de la molécule sonde (cf#3)#2CHOH par microcalorimétrie et IR. L'absorption de SO#2 sur différents oxydes a été étudiée par IR, TPD et thermogravimétrie. Outre des espèces faiblement liées, au moins deux types d'espèces sulfites sont observées sur les oxydes basiques. Les résultats gravimétriques après évacuation a 373 k montrent que les quantités restant adsorbées dépendent de l'oxyde et décroissent dans le sens MgO>CeO#2>ZrO#2>MgAl#2O#4>rutileanatase>Al#2O#3, soit dans un ordre proche de celui de la basicité des oxydes. SO#2 pourrait donc être utilisé comme molécule-sonde des sites basiques. SO#2 permet aussi de détecter le pouvoir oxydant des matériaux par la formation de sulfates à partir de SO#2, sans addition d'oxygène. L'étude comparée de la sulfatation des différents oxydes montre la présence d'espèces superficielles et d'espèces dites subsurfaces proches du sulfate massique. Ces dernières sont cependant beaucoup moins stables que le sulfate massique ou même que les espèces superficielles. Leur formation est favorisée par le caractère basique ou oxydant de l'oxyde métallique. La nature des espèces superficielles est liée à la morphologie cristalline de l'oxyde. L'analyse des résultats relatifs a CuO/Al#2O#3 montre que le cuivre catalyse la formation de SO#3 et que les espèces sulfates adsorbées sur le support alumine sont stables et difficilement regénérables. L'ajout d'ions sulfates a TiO#2 et ZrO#2 augmente l'acidité de Lewis et des sites acides de Bronsted (plus nombreux sur ZrO#2) sont mis en évidence à partir d'un certain taux de sulfatation. Pour ce taux de couverture, des espèces superficielles supplémentaires apparaissent. Leur structure pourrait être proche de SO#3 ou d'espèces oligomères. La stabilité des oxydes sulfates est etudiée à l'aide de la réaction-test de déshydratation du méthanol. Les espèces sulfates présentes sur TiO#2 sont moins stables que sur ZrO#2


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Informations

  • Détails : 1 volume (258 pages)
  • Annexes : Bibliographie pages 239-241 (27 références)

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  • Cote : 541.33 WAQ
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