Oxydation sélective du propane en présence de catalyseurs à base de molybdène

par Laurent Magaud

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Joël Barrault.

Soutenue en 1994

à Poitiers ESIP .


  • Résumé

    La reaction d'oxydation menagee du propane a ete etudiee en mode continu et dans des conditions experimentales non conventionnelles en catalyse d'oxydation (rapport c#3h#8/o#2=3, p(c#3h#8+o#2)=0,08 mpa, vvh=1,51. (h. G)#-#1) et en presence de catalyseurs a base d'oxydes de molybdene. Les resultats obtenus montrent que des solides de type perovskite, apparentes aux phases d'aurivillius et de sillen, de structure generale (bi#2o#2)(a#n#-#1b#no#3#n#+#1) et associant des metaux de transition tels que mo, w, v et ti, sont selectifs en propene mais ont une activite faible en raison de leur surface specifique limitee, souvent a 1 m#2. G#-#1. Deux etudes ont ensuite ete realisees, l'une en presence de solides a base d'oxydes de molybdene supportes sur differents oxydes de titane (variete anatase predominante), l'autre en presence de phases nimoo#4 ( ou b) et de systemes mixtes nimoo#4-moo#3. Ainsi, l'activite des systemes mo/tio#2 est fonction de la teneur en molybdene et semble resulter d'interactions particulieres entre l'oxyde de molybdene et l'anatase, par exemple d'une croissance epitaxique selon le plan (010) de moo#3 sur tio#2. Ils conduisent majoritairement a la formation d'acide acetique. L'influence de la coordinence du cation molybdene est apparente en presence des molybdates de nickel, permettant ainsi de confirmer les proprietes deshydrogenantes de bnimoo#4 dans l'odh du propane. Nous avons montre l'existence d'un effet de synergie dans le cas des systemes mixtes nimoo#4-moo#3. Un maximum d'activite et de selectivite en acides acetique et acrylique est atteint pour un rapport atomique ra=moo#3/(nimoo#4+moo#3) proche de 0,25. Ces observations paraissent resulter d'un arrangement particulier de ces deux phases, notamment suite a un recouvrement partiel. En regle generale, la modification de ces systemes par du bismuth engendre une inhibition totale ou partielle de la formation d'acide acetique au profit de celles d'acroleine et d'acide acrylique ainsi qu'une legere perte d'activite. Une forte pression partielle d'eau augmente sensiblement la selectivite en produits oxygenes. L'activite la plus importante est obtenue en presence de bi#0#,#0#2/ni#0#,#7#5moo#x, conduisant dans les conditions experimentales suivantes: c#3h#8/o#2/h#2o: 60/20/20 (%vol. Cntp), vvh = 3 1. (h. G)#-#1, t = 425c, a une conversion de 15% et une selectivite en produits oxygenes de 50% (dont 40% d'acroleine+acide acrylique), ce resultat etant obtenu a 100% de conversion d'oxygene. L'ensemble des informations obtenues nous autorise a suggerer que la transformation du propane s'effectue selon deux voies reactionnelles deja citees dans la litterature, faisant intervenir des centres mo#5#+ et mo#6#+. La restructuration superficielle de mo#+#v#io#3 peut faire apparaitre des ions molybdene pentacoordines dont la densite semble etre modifiee par la presence de bismuth


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Informations

  • Détails : 1 vol. (166 p.)
  • Annexes : 160 réf. bibliogr

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 94/POIT/2311
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