Etude de la Structure et des Propriétés Superficielles et Catalytiques des Systèmes WOx/SiO2 et WOx/Ir/SiO2

par Jeanne Chauvin

Thèse de doctorat en Chimie théorique, physique et analytique

Sous la direction de Marwan Houalla et de Guillaume Clet.

Soutenue en 2013

à Caen .


  • Résumé

    L’objectif de la thèse est d’arriver à une meilleure compréhension du système bifonctionnel métal acide (WOx/Ir/SiO2) par l’examen des propriétés superficielles et catalytiques de ses composantes métal (Ir/SiO2) et acide (WOx/SiO2). Une série de catalyseurs WOx/SiO2 de teneurs variables en W (0 - 2,4 at. W/nm²) obtenue par calcination à 673 K, a été étudiée par XRD, spectroscopies Raman et UV, adsorption de molécules sondes suivie par spectroscopie infrarouge (FTIR) et par test catalytique. Les résultats indiquent que pour des densités superficielles en W inférieures à 1 atome/nm², le W se trouve sous forme d’une phase superficielle. Pour des teneurs en W plus élevées, on observe le développement d’une phase massique amorphe de WO3. Des sites acides de Brønsted relativement forts se forment dès les premiers ajouts de W. L’abondance de ces sites est corrélée à l’activité catalytique en déshydratation de l’isopropanol. Les propriétés des catalyseurs WOx/SiO2 ont été comparées à celles des solides WOx/Al2O3. Le système bifonctionnel (WOx/Ir/SiO2) a été obtenu par le dépôt de la même quantité de W (0,3 at. W/nm²) sur une série de catalyseurs Ir/SiO2 contenant la même teneur en Ir (1 % en masse d’Ir) mais de dispersions variables. La phase métallique a été caractérisée par chimisorption de H2 et de CO, XRD et activité catalytique pour la réaction d’hydrogénation de toluène. Les résultats indiquent que le dépôt de W entraine la même perte d’activité et de capacité de chimisorption de CO (75-80 %) mais ne modifie pas la taille des cristallites d’Ir. Ceci suggère que la chute de l’activité est due au recouvrement partiel de l’Ir par des espèces WOx.

  • Titre traduit

    Study of the structure, surface and catalytic properties of WOx/SiO2 and WOx/Ir/SiO2 catalysts


  • Résumé

    The objective of the thesis was to gain some insight into the behavior of bifunctional metal acid system (WOx/Ir/SiO2) by examining the surface structure and catalytic properties of its monofunctional metal (Ir/SiO2) and acid (WOx/SiO2) components. A series of WOx/SiO2 catalysts containing up to 2. 4 at. W/nm² and obtained by low temperature calcination (T = 673 K) was investigated by XRD, Raman and UV spectroscopies, adsorption of probe molecules monitored by infrared spectroscopy (FTIR) and catalytic test. The results indicated that the W surface phase was the only species detected for W surface densities lower than 1 at. W/nm². For higher W content, evidences of the formation of an amorphous WO3 were found. Relatively strong Brønsted acid sites were detected with initial W addition and their evolution with W surface density correlated with the catalytic activity for propan-2-ol dehydration. The behavior of the WOx/SiO2 catalysts was compared with that of the WOx/Al2O3 system. A series of Ir/SiO2 catalysts containing 1 wt % Ir and exhibiting different dispersions was prepared. The bifunctional system WOx/Ir/SiO2 was obtained by W deposition (0. 3 at. W/nm²) on the Ir/SiO2 solids. The Ir metal phase was characterized by H2 and CO chemisorption, XRD Line Broadening and catalytic activity for toluene hydrogenation. A 75-80 % decrease in activity was observed for all solids on W deposition with no concomitant change in the Ir crystallites size. The observed decrease in activity was, however, similar to that measured for CO chemisorption. This suggests that the decline in activity was due to a partial coverage of the Ir metal phase by WOx moieties.

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  • Détails : 1 vol. (120 p.)
  • Annexes : Bibliogr. 240 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque Rosalind Franklin (Sciences-STAPS).
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2013-37
  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque Rosalind Franklin (Sciences-STAPS).
  • Disponible pour le PEB
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