Préparation de nouveaux catalyseurs à base d'oxydes mixtes de lanthane et zirconium et application au réformage d'éthanol pour la production d'hydrogène

par Nicolas Bespalko

Thèse de doctorat en Catalyse hétérogène

Sous la direction de Anne-Cécile Roger et de Juan Bussi.

Soutenue en 2011

à Strasbourg en cotutelle avec Montevideo - Uruguay .


  • Résumé

    Cette thèse se base sur le vaporéformage catalytique de l'éthanol pour la production d'hydrogène. Les catalyseurs employés sont des systèmes à base de métaux nobles ou métaux de transition, en présences de cations dopants et de supports oxydes dont on peut modifier les propriétés redox et acido-basiques. Dans une première étape, divers oxydes mixtes Ni-La-Zr et Co-la-Zr ont été synthétisés par différentes techniques de préparation et caractérisés par diverses techniques physico-chimiques de volume et de surface. Dans un second temps, des catalyseurs dopés à 1 % de rhodium (Rh-Ni-La-Zr et Rh-Co-La-Zr) ont été préparés et étudiés afin de déterminer l'effet catalytique de Rh dans la réaction de réformage d'éthanol au niveau de l'activité, la sélectivité en hydrogène et la désacti vati on. Pour l'évaluation de ces oxydes mixtes en réformage d'éthanol, et en accord avec l'analyse thermodynamique et la connaissance des propriétés physico-chimiques des catalyseurs, les conditions opératoires suivantes ont été choisies : température de réaction entre 500 et 650 oC, rapports molaires eau-éthanol 9 : 1 ou 6 : 1. Des tests complémentaires avec injections ponctuelles de COz ont été menés, afin d'expliciter les différences de comportement entre Ni et Co dans la distribution des produits de réaction. Les catalyseurs Ni-La-Zr et Co-la-Zr ont été caractérisés après réaction, au moyen de diverses techniques, de façon à comprendre les causes de désactivation. Globalement, les résultats de la caractérisation physico-chimique avant et après test couplés aux résultats catalytiques, ont permis de comprendre l'acte catalytique dans son ensemble: activité, désactivation et mécanisme de réaction.

  • Titre traduit

    Preparation of new catalysts of mixed oxides of lanthanum and zirconium and his application for reforming of ethanol in the production of hydrogen


  • Résumé

    This thesis is based on the catalytic steam reforming of ethanol for hydrogen production. The catalysts used are systems based on noble metals or transition metal cations in the presence of dopants and oxide supports which may alter the redox properties and acid-base. As a first step, various mixed oxides Ni-La-Zr and Co-la-Zr were synthesized by different preparation techniques and characterized by various physicochemical techniques of volume and surface. In a second step catalysts doped with 1 % rhodium (Rh-Ni-La-Zr and Rh-Co-La-Zr) were prepared and studied to determine the catalytic effect of Rh in the reaction of reforming ethanol at the level of activity, selectivity and deactivation in hydrogen. For the evaluation of these mixed oxides in reforming of ethanol, and in agreement with the thermodynamic analysis and knowledge of the physicochemical properties of catalysts, the following operating conditions were chosen: reaction temperature between 500 and 650 ° C , molar ratios ofwater-ethanoI9: 1 or 6: 1. Additional tests with occasional injections OfC02 were carried out in order to explain the differences in behavior between Ni and Co in the distribution ofreaction products. The catalysts Ni-La-Zr and Co-Zr-La after reaction were characterized by means ofvarious techniques in order to understand the causes of deactivation. Overall, the results of the physico-chemical characterization before and after test-coupled catalytic results have allowed us to understand the catalytic act as a whole: activity, deactivation and reaction mechanism.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (XXXIII-160 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.2011;1145
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