Oxydation photocatalytique d'hydrocarbures cycliques en phase liquide à température ambiante au contact de TiO2

par Wei Tang-Mu

Thèse de doctorat en Catalyse

Sous la direction de Jean-Marie Herrmann.

Soutenue en 1992

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Jean-Marie Herrmann.


  • Résumé

    L'oxydation menagee d'hydrocarbures cycliques, satures ou non, a ete realisee a temperature ambiante et en phase liquide par photocatalyse heterogene au contact de tio#2 en utilisant l'oxygene de l'air. Contrairement a certaines methodes d'oxydation ce procede evite la formation de rejets polluants. Les influences de divers parametres sur le regime photocatalytique ont ete determines dans le cas du cyclohexane. La proportionnalite entre l'activite et la masse en dessous d'un seuil correspondant a la saturation d'absorption des photons montre qu'il s'agit d'un phenomene catalytique. L'absence d'influence de la temperature prouve que la reaction n'est pas activee et qu'elle est donc de nature photocatalytique. Les variations de la vitesse avec la concentration initiale de cyclohexane dans l'acetonitrile correspondent a une loi du type langmuir-hinshelwood avec reaction en phase adsorbee entre l'hydrocarbure non dissocie et une espece oxygene activee qui d'apres des etudes anterieures du laboratoire serait monoatomique. La proportionnalite entre la vitesse de reaction et le flux energetique pour les faibles valeurs de ce dernier montre que la reaction est proportionnelle a la concentration en trous positifs formes. Pour les flux plus importants, la variation de la vitesse avec la racine carree de montre que la recombinaison electron-trou peut devenir preponderante. Le produit principal d'oxydation menagee du cyclohexane est la cyclohexanone (selectivite de 85%). Il se forme 3% de cyclohexanol et 12% de co#2. L'isomere le plus abondamment forme a partir du methylcyclohexane est la methyl-3 cyclohexanone (selectivite de 53%). La decaline fournit principalement la decalone-2 (selectivite de 86%). Ces selectivites pourraient s'expliquer par les modes d'adsorption de ces hydrocarbures a la surface de tio#2. Le cyclohexene reagit principalement en position allylique avec formation de 56% de cyclohexanone et 27% de cyclohexenol; il se forme egalement 9% d'epoxyde. La tetraline (tetrahydronaphtalene) s'oxyde en position 1 en formant la tetralone-1 (76%) et le tetralol-1 (23%); la formation de seulement 0,8% co#2 illustre la stabilite introduite par le noyau aromatique. Le dopage cationique substitutionnel de tio#2 et le depot de platine a la surface de ce semiconducteur favorisent les recombinaisons electron-trou et donc inhibent la reaction. En conclusion, ces resultats montrent que la photocatalyse heterogene peut etre une methode interessante pour oxyder selectivement en certaines cetones des hydrocarbures cycliques, satures ou non, en phase liquide

  • Titre traduit

    Photocatalytic oxidation of cyclic hydrocarbons in liquid phase at room temperature in contact with tio#2


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Informations

  • Détails : 1 vol. (154 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 149-154

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  • Bibliothèque : Université Claude Bernard (Villeurbanne, Rhône). Service commun de la documentation. BU Sciences.
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