Preparation, caracterisation et reactivite de catalyseurs au palladium suportes sur des oxydes basiques (mgo, zro 2)

par DRAGOS-MIHAEL CIUPARU

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de François Bozon-Verduraz.

Soutenue en 1999

à Paris 7 .

mots clés

Résumé

Des catalyseurs a base de palladium supporte sur des oxydes a caractere basique (oxyde de magnesium) ou faiblement acido-basique (dioxyde de zirconium) sont prepares, caracterises et testes en reformage catalytique (pour la premiere fois dans le cas de supports contenant de la zircone). La zircone est elaboree suivant une methode sol-gel originale : l'hydrolyse de l'ion zr 4 + par l'hydrazine suivie de la digestion du precurseur oxyhydroxyde. Ce procede conduit a un oxyde de grande surface specifique (plus de 200 m 2. G - 1), manifestant une excellente resistance au frittage et gardant la structure tetragonale au-dessus de 1100\c ; l'introduction de mgo en solution solide entraine l'apparition de zircone cubique. La spectroscopie de reflexion diffuse (uv-visible et pir) et la resonance paramagnetique electronique (rpe) permettent d'identifier les defauts (zr 3 + et lacunes d'oxygene v o) dans la zircone traitee en atmosphere reductrice et de preciser l'influence des defauts et des impuretes sur la largeur de bande interdite de differentes varietes de la zircone. En dehors de la methode classique d'impregnation, les catalyseurs pd/zro 2 et pd/zro 2-mgo sont elabores selon des procedes originaux (greffage, photodeposition, electroless) et le memoire examine l'influence de la teneur en metal, de la nature du support et de la methode de depot du metal sur les performances des catalyseurs. Alors que la teneur en metal (0,32 a 1,79%) n'influe pas sur les performances des catalyseurs de tailles de particules metalliques voisines, le role du support est tres important. Avec la magnesie pure, la selectivite en aromatisation est elevee (90%) mais le rendement est faible ; avec la zircone pure, les selectivites en isomerisation et aromatisation sont bonnes (40-50%), mais le catalyseur se desactive rapidement. L'emploi de composites magnesie-zircone permet de maintenir ces selectivites a un niveau eleve en stabilisant la conversion. Ces resultats suggerent que : (i) la presence de magnesie previent la formation de coke en moderant l'acidite de la zircone ; (ii) la zircone contient des centres a caractere basique (ions zr 3 +, lacunes d'oxygene) responsables de la bonne activite en aromatisation.

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