Supports de catalyseurs à base de mousse de β-SiC

par Estelle Vanhaecke

Thèse de doctorat en Chimie physique

Sous la direction de Marc-Jacques Ledoux.

Soutenue en 2008

à Strasbourg 1 .


  • Résumé

    Les mousses alvéolaires ont connu un succès grandissant ces dernières années car elles présentent le sérieux avantage d’être très légères, par rapport à leur concurrent direct, le nid d’abeille. L’objectif du travail est de développer la mousse de β-SiC en tant que support de nanostructures, support de catalyseurs mais également en tant que support physique dans le cadre de la filtrationcombustion des particules de suie. La première phase du travail a consisté à développer un nouveau composite alliant les propriétés macroscopiques d’une mousse de β-SiC et un potentiel à l’échelle nanoscopique en faisant croître des nanofibres de carbone sur ces mousses. Ces nanofibres sont ensuite carburées pour obtenir un composite nano/macro de β-SiC Les nouveaux composites nano/macro présentent une importante surface spécifique (60 m2/g) tout en s’affranchissant des problèmes de perte de charge. La seconde phase du travail est d’utiliser la mousse en tant que support de catalyseur dans la réaction de déshydratation du méthanol en diméthyléther. L’étude sur la zéolithe supportée a montré que quelle que soit l’acidité de la zéolithe, cette dernière reste parfaitement active et stable. En outre, la sélectivité vis-à-vis du DME demeure excellente, supérieure à 95%. Les résultats obtenus confirment enfin la forte augmentation de l’activité déshydrogénante sur le catalyseur à base de composite nano-macro. Enfin, la mousse de β-SiC en tant que support physique a été testée dans le cadre de la réduction des émissions de particules d’un moteur Diesel. Les filtres testés présentent une bonne efficacité de filtration avec une faible perte de charge engendrée. Pour les tests sur banc moteur, il apparaît clairement que le système développé au laboratoire présente des avantages qui s’avèrent très intéressants pour l’industrie automobile : tenue mécanique, bonne efficacité de filtration, faible perte de charge.

  • Titre traduit

    New catalysts support based on beta-SiC foams


  • Résumé

    Cellular solids receive an increasing interest the last years due to their biggest advantage compared to the honeycombs – your lightness. The aim of this work is to use b-SiC foam as a macrostructure and to study its application as a support for the nanostructures, as a catalyst support as well as a physical support for the particulate matter filtration combustion in the exhaust gas. The first part of this work consists in developing a new composite constituted by a network of SiC nanofibers anchored on the macroscopic SiC foam. The introduction of a dense and homogeneous network of SiC nanofibers led to the formation of hybrid material with specific surface area higher than 50 m2/g. The second part deals with the synthesis of supported zeolite on ceramic host structures for the production of dimethyl ether by methanol dehydration. The study shows that no matter the Si/Al ratio the zeolite is strongly attached to the silicon carbide surface and the the obtained composites are very active and stable in the reaction of dehydration. In addition the selectivity towards DME stays excellent, superior of 95%. The high stability is attributed to the presence of a highly dispersed zeolite particles with micrometer size favoring the accessibilitt of the reactants to the active sites and quick transfer of intermediate product, i. E. DME, out from the catalyst bed. In the last part, the β-SiC foam was proposed as a novel type of SiC based Diesel Particulate Filter for deep-bed filtration on real bench test. The results confirm the high filtration potential of this system. Our system presents many advantages which make it especially interesting in the automotive industry: good mechanical strength, good filtration efficiency and low pressure drop. The balance point was obtained at 360°C with low pressure drop amounted to about 150 mbar.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (211 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Strasbourg. Service des bibliothèques. Bibliothèque L'Alinéa.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : Th.Strbg.Sc.2008;5613
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