Réaction d'oxydation sélective de l'hydrogène sulfuré (H2S) en soufre élémentaire

par Jean-Mario Nhut

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Marc-Jacques Ledoux et de Cuong Pham-Huu.

Soutenue en 2003

à l'Université Louis Pasteur (Strasbourg) .


  • Résumé

    Les travaux réalisés sur la réaction de désulfuration à haute température ont permis de contrôler sélectivement la localisation de la phase active par rapport au support, grâce à la mise au point d'une nouvelle méthode d'imprégnation (appelée imprégnation bi-phasique). Cette méthode est basée sur les propriétés de dualité de surface du SiC (hydrophile, hydrophobe), et permet de déposer les particules d'oxyde de fer (phase active) exclusivement sur les zones purement SiC de nature hydrophobe, qui s'avèrent être localisées à l'extérieur des pores du matériau et permettent une meilleure accessibilité de la phase active. Au cours de la réaction (T = 230-240°C), la phase active à base d'oxyde de fer se transforme sous flux réactionnel en une phase oxysulfure de fer. Cette phase très active et sélective s'avère d'une extrême stabilité tout au long de la réaction (test >1000 h) et quel que soit la nature du mélange réactionnel, i. E. En présence ou non d'impuretés (H2, CO2, SO2, CO, NH3). La découverte de nouveaux matériaux comme les nanostructures de carbone (nanofibres, nanotubes) nous ont permis de développer de nouveaux catalyseurs, à base de NiS2, capables d'oxyder sélectivement à 60 °C l'H2S en soufre élémentaire avec des rendements en soufre extrêmement élevés, et ce avec des vitesses spatiales relativement élevées (WHSV = 0,03 h-1). Les résultats obtenus ont montré l'importance de ces supports sur l'activité désulfurante et leur grande capacité à stocker le soufre solide. Sur les nanotubes, l'hypothèse d'un effet de confinement induit par leur morphologie tubulaire, est avancée tandis que sur les composites nanofibrés, la forte activité observée est attribuée à l'importante surface externe due à leur taille nanoscopique. Un mode de dépôt particulier du soufre solide est avancé pour expliquer l'activité des catalyseurs et leur grande capacité à stocker le soufre solide pendant la réaction (existence d'une dualité de surface hydrophile/ hydrophobe).

  • Titre traduit

    Selective oxidation of hydrogen sulfide (H2S) into elemental sulfur


  • Résumé

    Studies realised on the desulfurisation reaction at high temperature led us to selectively control the active phase location on the support, with the development of a new impregnation method (called bi-phasic impregnation). This method was based on the duality of the SiC surface (hydrophilic, hydrophobic), and allowed to depose the iron oxide particles (active phase) exclusively on pure SiC zones. These zones were proven to be hydrophobic and located on the outer surface of the pores of the material, and then allowed a better accessibility reactant against the active phase. As a function of time on stream the iron oxide based active phase was transformed into an iron oxysulfide phase (T = 230-240 °C). This phase was very active and selective and was extremely stable during the reaction (more than 1000 h of time on stream), whatever the nature of the reaction mixture, i. E. With or without impurities (H2, CO2, SO2, CO, NH3). The discovery of new materials like carbon nanostructures (nanofibers, nanotubes) allowed us to develop new catalysts, based on NiS2, able to selectively oxidize at 60 °C H2S into elemental sulfur with extremely high sulfur yield and high space velocity (WHSV = 0. 03 h-1). The results obtained showed the importance of these supports on the desulfurisation activity and their great capacity of solid sulfur storage. To explain these results on nanotubes, the hypothesis of a confinement effect induced by their tubular morphology was advanced while the high activity observed on the nanofibers composite was attributed to their high external surface due to their nanosize. Moreover, a particular mode of deposition was advanced to explain their activity and their high solid sulfur storage capacity during the reaction (existence of surface duality of the materials: hydrophilic/hydrophobic).

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (206 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes bibliogr.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service commun de la documentation. Bibliothèque Blaise Pascal.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2003;4367
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.