Préparation de catalyseurs bimétalliques PtGe/Al2O3 par voie organométallique pour une application en reformage

par Serge Ello

Thèse de doctorat en Chimie organique, minérale et industrielle

Sous la direction de Laurence Pirault-Roy.


  • Résumé

    L'objectif de ce travail a été axé sur la préparation des catalyseurs bimétalliques Pt-Ge/Al2O3 puis l'évaluation de leurs performances pour une éventuelle application en reformage. Les catalyseurs ont été préparés par greffage organométallique. Cette technique de préparation a permis de déposer de très faible quantité de germanium à la surface du catalyseur parent Pt/Al2O3. Ces catalyseurs ont ensuite subi diverses techniques de caractérisation : microscopie électronique à transmission (MET), chimisorption d'hydrogène, chimisorption de monoxyde de carbone puis des tests de caractérisation : l'hydrogénation du benzène, la déshydrogénation du cyclohexène et la transformation de l'éthylcyclopentane. On a pu obtenir des catalyseurs bimétalliques de différentes structures selon la quantité de germanium déposé. Pour les faibles teneurs on obtient un dépôt (sélectif) du germanium sur les sites de forte coordinance (faces) puis pour les fortes teneurs en germanium, le dépôt devient non sélectif. Au delà d'une demie monocouche en germanium, des composés définis se forment PtxGey. Pour l'évaluation des performances, le réarrangement du n-hexane, et du n-heptane ont été choisis comme réactions modèles. Dans le cas du n-hexane on a obtenu les résultats suivant ; Pour de faible teneurs en germanium (P76Ge1/8, P60Ge1/8, P60Ge1/2), on a une forte sélectivité pour les réactions isomérisation, et de déshydrocyclisation (méthylcyclopentane) et très peu de fragmentation et d'aromatisation. Pour de forte teneur en germanium (P76Ge2, P60Ge1, P60Ge2) on obtient également plus d'aromatiques que les catalyseurs à faible ajout, moins d'isomères, et de produits cyclisés et beaucoup de fragments. Dans le cas du n-heptane, pour les catalyseurs à faible teneur de germanium, on a une diminution de la sélectivité des produits issus de la fragmentation, une augmentation de l'isomérisation et une diminution de la déshydrocyclisation par rapport au catalyseur parent. Les catalyseurs à forte teneur quand à eux, s'avèrent plus réactifs pour les réactions de déshydrocyclisation (aromatisation), de fragmentation, mais moins active pour l'isomérisation. Les catalyseurs PtGe à faible teneur produisent plus d'isomères et moins de fragments ce qui permet d'augmenter l'indice d'octane. En plus ils sont très peu sélectifs en aromatiques ce qui serait intéressant car la législation tend à diminuer la nocivité des essences en abaissant la teneur en aromatique au profit des composés cycliques saturés.

  • Titre traduit

    Preparation of bimetallic catalysts PtGe/Al2O3 by organomettalic way for an application in reforming


  • Résumé

    The objective of this work was centered on the preparation of bimetallic catalysts Pt-Ge/Al2 O3 and the evaluation of their performances for a possible application in reforming. The catalysts were prepared by organometallic grafting. This technique of preparation made it possible to deposit very small quantity of germanium on the surface of the catalyst Pt/Al2O3. These catalysts then underwent various techniques of characterization: microscopy electronic by transmission (MET), chemisorption of hydrogen, carbon monoxide chemisorption and tests of characterization: the hydrogenation of benzene, the dehydrogenation of cyclohexene and the transformation of the ethylcyclopentane. We have obtained bimetallic catalysts of various structures according to the quantity of gemanium deposited. For the low contents we obtain a deposit (selective) germanium on the sites of high coordination (faces) then for the strong germanium contents, the deposit becomes nonselective. Beyond half monocouche of germanium, compounds definis are formed PtXGey. For the performance evaluation, the rearrangement of n-hexan, and n-heptan were selected for model reaction. In the case of n-hexane one obtained the results according to; For small germanium contents (P76Ge1/8, P60Ge1/8, P60Ge1/2), there is a high selectivity in isomerization, deshydrocyclisation (methyclopentane) and very little fragmentation and aromatization. For strong content (P76Ge2, P60Ge1, P60Ge2) we obtain also more aromatization than catalysts with weak addition, less isomers, and products cyclized and much of fragmentation. For catalysts with low content of germanium, there is a reduction in the selectivity of the products resulting from fragmentation, an increase in isomerization and a reduction in the deshydrocyclisation compared to the catalyst Pt/Al2O3. Catalysts with strong content prove more reactive for the reactions of deshydrocyclisation (aromatization), of fragmentation, but less active for isomerization.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (iii-113 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 131 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 05/POIT/2303-B
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