Préparation de catalyseurs en or supportés sur des oxydes d'aluminium et/or de cerium pour la réaction de CO-PrOx

par Juliana Da silva lima fonseca

Thèse de doctorat en Chimie théorique, physique, analytique

Sous la direction de Florence Epron, Maria do Carmo Rangel et de Nicolas Bion.

Thèses en préparation à Poitiers en cotutelle avec l'Universidade federal da Bahia , dans le cadre de Sciences pour l'environnement « Gay Lussac » Ed 523 , en partenariat avec Institut de chimie des milieux et matériaux de Poitiers (IC2MP) - umr 7285 (laboratoire) depuis le 28-06-2010 .


  • Résumé

    Les recherches ont porté sur la préparation de catalyseurs contenant de l'or et/ou du cuivre pour la réaction de CO-PrOx. Des nanoparticules d'or et/ou de cuivre ont été supportées sur la cérine. Les analyses par DRX et les mesures de surface BET ont montré que l'incorporation des métaux n’altèrait pas les propriétés texturales du support mais les mesures d’OSC et de TPR ont montré que les métaux amélioraient la réductibilité de la cérine. Des tests catalytiques réalisés à 100°C ont montré que les catalyseurs contenant l'or étaient plus actifs mais moins sélectifs. Dans un deuxième temps, nous avons synthétisé des oxydes contenant de cérium et d'aluminium. Les analyses de DRX ont montré que l'alumine était amorphe et que l'incorporation de petites quantités de cérium ne modifiait pas cet aspect. L’alumine possède un arrangement hexagonal des mesopores qui disparaît progressivement avec l’introduction de cérium. L'analyse XPS des échantillons contenant du cérium a mis en évidence la présence d’un pourcentage très élevé de Ce3+. La vitesse d’échange de l’oxygène est très élevée sur les échantillons Ce(10,15,20)Al. Dans un dernier temps, ces oxydes CeAl ont été utilisés pour préparer des catalyseurs contenant d’Au avec des valeurs élevées de surface spécifique (>200 m2 g-1). La réductibilité, la capacité de stockage et la mobilité de l'oxygène augmentent avec la présence d'or et avec l'augmentation de la teneur en cérium sur les supports. L'activité d'oxydation du CO augmente avec la teneur croissante de cérium dans le support. Cependant, dans la réaction de CO-PrOx, les catalyseurs avec 5 et 10% Ce présentent des conversions plus élevées à des températures entre 50-60 °C.

  • Titre traduit

    Preparation of gold catalysts supported on aluminium and/or cerium oxide for the CO-PROX reaction


  • Résumé

    The research has focused on the preparation of catalysts containing gold and/or copper to the CO-PrOx reaction. Gold nanoparticles and/or copper were supported on ceria. Analyses by XRD and BET surface area measurements showed that metal uptake did not alter the textural properties of the substrate but measurements of OSC and TPR showed that metals improved the reducibility of ceria. Catalytic tests performed at 100 ° C showed that the catalysts containing gold were more active but less selective. In a second step, we synthesized oxides containing cerium and aluminum. XRD analyzes showed that the alumina was amorphous and that the incorporation of small amounts of cerium did not alter this aspect. The alumina has a hexagonal arrangement of mesopores, which gradually disappears with the introduction of cerium. XPS analysis of cerium-containing samples showed the presence of a very high percentage of Ce3+. The exchange rate of oxygen is very high on Ce(10,15,20)Al samples. In a last step, CeAl oxides were used to prepare catalysts containing Au with high values of specific surface area (> 200 m2 g-1). Reducibility, oxygen storage capacity and mobility increase with the presence of gold and with increasing the cerium content on the supports. The CO oxidation activity increases with increasing concentration of cerium in the support. However, in the CO-PrOx reaction, catalysts with 5 and 10% Ce have higher conversions at temperatures between 50-60 ° C.