Etude de l'oxydation ménagée de l'isobutane en acide méthacrylique sur des catalyseurs à base d'hétéropolyanions : influence des contre-ions césium, fer et cuivre

Study of the mild oxidation of isobutane into methacrylic acid over heteropoly compound catalysts : influence of the counter cations cesium, iron and copper

• Auteur / Autrice : Martin Langpape
• Direction : Jean-Marc Millet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Catalyse
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Marc Millet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fer

Cuivre

Oxydoréduction

Acrylique, Acide

Isobutane

Hétéropolyanions

Résumé

Nous avons etudie l'oxydation menagee de l'isobutane en acide methacrylique sur des catalyseurs a base d'heteropolyanions du type m#xcs#yh#zpmo#1#2o#4#0. Nous avons focalise notre etude sur l'influence des contre-ions cesium, fer et cuivre sur la structure des catalyseurs et leurs proprietes acides, oxydo-reductrices et catalytiques. La caracterisation des solides par differentes techniques physico-chimiques nous a montre que les sels mixtes contenant du cesium et un metal de transition sont composes de deux phases, le sel de cesium cs#3pmo#1#2o#4#0 et une phase acide supportee sur le sel. Nous avons montre que le metal de transition se trouvait de preference dans la phase acide. L'etude des proprietes oxydo-reductrices a montre que le cuivre augmentait fortement la reductibilite des composes. Cet effet promoteur du cuivre a ete explique par un echange electronique entre le cuivre et le molybdene. En revanche le fer diminuait la vitesse de reduction. Une caracterisation des solides reduits a montre que le cuivre etait en grande partie reduit a l'etat cu#+ alors que le fer ne se reduisait pas dans les conditions utilisees. Par contre, le maintien a l'air a temperature ambiante des composes contenant du fer conduisait sous l'influence de la reabsorption d'eau par l'echantillon a un transfert electronique entre les ions mo#5#+ et fe#3#+ avec l'apparition de fe#2#+. L'etude des proprietes catalytiques des solides a montre que l'ajout du cuivre augmentait l'activite des catalyseurs mais baissait la selectivite en acide methacrylique. Ces resultats ont ete expliques par une augmentation du pouvoir oxydant du solide qui se traduit par l'augmentation des selectivites en acide acetique et en oxydes de carbone. En revanche le fer influencait peu l'activite des solides mais augmentait la selectivite en acide methacrylique. Par son influence negative sur le pouvoir oxydant du solide, le fer limiterait la degradation de l'acide methacrylique en oxydes de carbone.