Intercalation de complexes métalliques dans des matrices HDL en vue d'applications catalytiques

par Philippe Beaudot

Thèse de doctorat en Chimie, sciences des matériaux

Sous la direction de De Roy.

Soutenue en 2003

à Clermont-Ferrand 2 .

mots clés

• Rayons X -- Diffraction
• Spectroscopie infrarouge
• Composés d'insertion
• Hydroxydes doubles lamellaires
• Catalyseurs
• Anions

Résumé

Le propos de ce mémoire traite de la préparation de catalyseurs, obtenus par traitements thermiques de précurseurs HDL intercalés par des anions complexes métalliques. Les métaux concernés sont : Mn, Co, Cu, Ga, Ru, Ir, Pt et leurs complexes sont intercalés dans des matrices [ZnAI], [MgAI] et [CuAI]. La présence du métal actif en catalyse dans l'interfeuillet ouvre une voie alternative à celles où il se trouve soit dans un feuillet soit imprégné. Des méthodes de synthèse, innovantes par l'association d'échange anionique classique et d'échange anionique sous condition hydrothermale, ont été optimisées par l'affinement de nombreux paramètres. Ceci afin d'obtenir des protocoles reproductibles offrant des composés HDL intercalés sans aucune impureté. Un effort a été porté sur la caractérisation de ces composés, et plus particulièrement sur le domaine interlamellaire. Ces caractérisations ont été menées par diffraction des rayons X, spectroscopie Infra-Rouge, UV-visible, XANES et EXAFS aux seuils des métaux intercalés ainsi qu'au seuil du zinc et analyses chimiques élémentaires. Les données récoltées ont permis de modéliser le domaine interlamellaire et de proposer les différentes orientations possibles des anions complexes métalliques dans l'interfeuillet, même lorsqu'ils ont été modifiés lors de l'intercalation. Des études du comportement thermique, des mesures de surfaces BET et de porosité, sont présentées dans un domaine allant de 25° C à 1000° C pour chaque composé. Certains de ces composés montrent une évolution intéressante de leur surface, lors du traitement thermique. Des études de réduction ont été poursuivies par RTP et traitement polyol. Cela a mis en évidence le comportement particulier des composés contenant de la platine. La dernière partie de ce mémoire est consacrée à un test catalytique concernant le composé HDL intercalé par un complexe anionique contenant du cobalt. Les résultats en sont encourageants, bien que le choix de la réaction test ne se soit pas révélé optimal

Titre traduit

Intercalation of metallic complexes between LDH layers for catalytic uses

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