Apport de la spectroscopie infrarouge à la compréhension des mécanismes de catalyseurs Pd et Ag pour la réduction des émissions d’oxydes d’azote aux basses températures

par Kévin Bechoux

Thèse de doctorat en chimie théorique, physique, analytique

Sous la direction de Marco Daturi et de Olivier Marie.

Soutenue en 2014

à Caen .


  • Résumé

    Pour répondre aux exigences réglementaires, les constructeurs automobiles mettent en œuvre des solutions adaptées. Ainsi, la technologie SCR, système de réduction sélective des NOx, a été développée et intégrée aux lignes d’échappement Diesel. Elle consiste en des injections d’urée, réalisées à partir de 180°C, pour produire in situ de l’ammoniac permettant de réduire sélectivement les NOx en N2. Une solution potentiellement intéressante consiste à trouver des catalyseurs diminuant la teneur en NOx aux basses températures directement grâce aux réducteurs présents dans les émissions moteur. L’état de l’art décrit le potentiel des catalyseurs Ag/Al2O3 et Pd/Al2O3-TiO2. Après avoir étudié leurs propriétés superficielles, ces formulations ont été testées dans des conditions représentatives d’un échappement de moteur Diesel EURO 6. Les tests operando sur le catalyseur Ag/Al2O3 montrent qu’il possède une efficacité déNOx réduite et limitée aux hautes températures. L’acidification du support provoque une perte totale de l’activité déNOx mais améliore la conversion des réducteurs. L’utilisation d’un catalyseur Pd/Al2O3-TiO2 permet d’obtenir une activité aux basses températures liée majoritairement au stockage de nitrates, solution intéressante pour limiter les rejets de NOx pendant la phase de démarrage à froid ou à bas régime moteur. Des modifications du catalyseur Pd/Al2O3-TiO2 ont été effectuées afin de renforcer les capacités de stockage. L’ajout de cérine au support accroît le piégeage des NOx aux basses températures en multipliant les sites de stockage et en déstabilisant les espèces poisons, ce qui permet de maintenir l’efficacité du catalyseur au cours des cycles moteur.

  • Titre traduit

    Use of IR spectroscopy to clarify the Pd and Ag based catalysis involved in the low temperatures reduction of nitrogen oxides


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    In order to meet the Diesel engine emissions standard, the car companies have been developing innovative solutions such as the Selective Catalytic Reduction (SCR) of NOx. It is based on urea injection that decomposes into ammonia above 180°C that further reduces NOx into N2. Another interesting solution would consist in developing catalysts able to directly decrease the NOx concentration at low temperatures thanks to the reducing agents naturally present in the engine emissions. The state of the art reveals the potential efficiency of Ag/Al2O3 and Pd/Al2O3-TiO2 catalysts. After having characterized their surface properties, we tested these two formulations under reaction conditions simulating a EURO 6 Diesel engine exhaust. The operando tests with the Ag/Al2O3 catalyst show low deNOx efficiency at high temperatures. The support acidification through TiO2 addition leads to a total loss in deNOx activity but improves the reducing agents conversions. On another hand, the use of a Pd/Al2O3-TiO2 provides activity at low temperatures that is essentially related to nitrates storage, an interesting solution to limit the NOx emissions during the cold-start phase or at low-engine speed. Modifications of the Pd/Al2O3-TiO2 catalyst were made to improve the storage capacities. Ceria addition allowed the increase of NOx trapping at low temperatures by multiplying the storage sites and also the decrease of the poison species accumulation. This allows keeping the catalytic efficiency during the engine cycles.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 267 p.)
  • Annexes : Bibliogr. 159 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque Rosalind Franklin (Sciences-STAPS).
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2014-02
  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque Rosalind Franklin (Sciences-STAPS).
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