Oscillatory behavior of Pd-Au catalysts in toluene total oxidation

In this work, the activity of bimetallic Pd-Au doped hierarchically structured titania catalysts has been investigated in the total oxidation of toluene. In earlier works, doping titania with group Vb metal oxides ensured an increased catalytic performance in the elimination of VOC molecules. A synergy between gold and palladium loaded at the surface of titania supports provided better performances in VOC oxidation reactions. Therefore, the main focus in this work was to investigate the durability of the prepared catalysts under long time-on-stream periods. Vanadium-doped catalysts showed a stable activity throughout the whole 110 h test, whereas, surprisingly, niobium-doped catalysts presented a cycle-like activity while nevertheless maintaining a high performance in toluene elimination. Operando Diffuse Reflectance Infrared Fourrier Transform spectroscopy (DRIFT) experiments revealed that variations in the presence of OH radicals and the presence of carbonaceous compounds adsorbed at the surface of spent catalysts varies with the occurrence of oscillations. X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) results show that interactions between the material and the active phase provided extra amounts of mobile oxygen species and participated in easing the reduction of palladium. An enhanced redox reaction scheme is thus obtained and allows the occurrence of the cyclic-like performance of the catalyst

Etude catalytique d'oxydes mixtes à base de cobalt, magnésium et aluminium dérivés de précurseurs de type hydrotalcite pour l'oxydation totale des composés organiques volatils

Des catalyseurs massiques à base de Co, de Mg et Al ont été préparés par voie hydrotalcite pour l oxydation catalytique des composés organiques volatils (COV). Cette voie originale permet, après calcination de l hydrotalcite, d obtenir un mélange d oxydes ayant des propriétés intéressantes telles le non respect de la stœchiométrie, une stabilité thermique importante, une aire spécifique élevée. Les différentes caractérisations ont montré que, quel que soit le rapport Co/Mg, une hydrotalcite de type Co6-xMgxAl2 a bien été synthétisée à l état séché. Après l étape de calcination à 500C, le solide Co6Al2 préparé par voie hydrotalcite produit les meilleurs résultats catalytiques dans la réaction d oxydation du toluène. Parallèlement, une étude concernant des catalyseurs supportés utilisant l hydrotalcite MgAl comme précurseur du support a été menée. Les résultats ont révélé, après calcination du précurseur hydrotalcite, que les solides étaient constitués de l oxyde Mg(Al)O pour de basses températures et d un mélange de Mg(Al)O et MgAl2O4 pour de plus hautes températures. Ces solides se reconstruisent partiellement par effet mémoire sous forme hydrotalcite lors de l imprégnation du Co. Cette reconstruction entraîne une dispersion et une nature différentes d espèces de Co sur le support. La calcination de ces solides imprégnés conduit à des catalyseurs dont les performances varient en fonction de la température de calcination du support hydrotalcite. Ainsi le dépôt de cobalt sur une hydrotalcite préalablement calcinée à 700C présente la meilleure activité dans l étude de l oxydation du toluène.DUNKERQUE-BU Lettres Sci.Hum. (591832101) / SudocSudocFranceF

Oxydation des composés organiques volatils en présence de catalyseurs Au et/ou Pd déposé sur TiO nanostructuré dopé

Dans ce travail, l'oxydation totale du toluène et de la butanone sur des catalyseurs à base d'or et de palladium supportés sur un oxyde de titane macro-mésoporeux a été étudiée. Nous avons tout d'abord discuté l'effet bénéfique du dopage (V, Nb, Fe, Ce, Ni) du support TiO macro-mésoporeux sur l'activité catalytique de ce matériau. Une interaction existant entre le dopant et le support a joué un rôle important dans l'augmentation de l'activité des matériaux dopés par rapport à celle du titane pure. Une phase active constituée d'or et/ou de palladium a été ensuite déposée sur les solides dopés et la performance des catalyseurs préparés a été suivie dans l'oxydation du toluène et de la butanone. La présence de la phase active a assuré une sélectivité totale pour le CO avec la formation de sous-produits en particulier dans l'oxydation de la butanone. Par ailleurs, l'oxydation du mélange des deux COVs a montré l'existence d'une compétition entre les molécules en terme d'adsorption sur le support, ce qui a favorisé leur éliminationà de basses températures. Une étude operando DRIFT réalisée dans l'oxydation du mélange toluène/butanone a vérifié la présence de cette compétition.In this work, the total oxidation of toluene and butanone over noble metal loaded doped titanium oxide supports has been investigated. The study focused firstly on showing the effect of doping a macro-mesoporous titania with metal oxide supports in the oxidation of VOCs. It seems that doping enhances the performance of the used solid in VOC oxidation reactions. We proved that this increase can be directly related to interactions between the dopants and the support. Then, an active phase made of noble metals has been loaded onto both best performing doped materials as to study the role played by this active phase in oxidation reactions. It appears that the presence of noble metals increases the catalytic performance of prepared materials and reduces the formation of toxic by-products such as CO. Butanone elimination proved to be harder that toluene oxidation, whereas when catalysts were exposed to a mixture of toluene and butanone, the presence of both VOCs prompted a competitive effect in the adsorption of both molecules onto the support, which facilitated their oxidation rate. An FTIR operando study illustrated the changes occuring in used catalysts in the oxidation of the VOC mixture, and verified the existence of this competitive effect.DUNKERQUE-SCD-Bib.electronique (591839901) / SudocSudocFranceF

Etude de catalyseurs poreux hautement structurés, Pd/Zéolithes Beta et Faujasite et Pd/Oxydes de titane et de Zirconium, vis-à-vis de l'oxydation totale du toluène

Dans ce travail, les performances catalytiques des catalyseurs poreux imprégnés de palladium ont été étudiées dans la réaction d'oxydation du toluène. Deux types de supports hautement structurés ont été utilisés: des zéolithes bêta (bea, si/al = 12) et faujasite (y, si/al = 2,4) a larges pores et des oxydes de titane, de zirconium, de titane-zirconium meso/macroporeux. Dans une première partie de ce travail, les zéolithes ont été préparées par échanges ioniques avec des cations h+, na+ et cs+ et avec 0,5% en masse de palladium. Les tests catalytiques effectués avec ses solides ont montré que les échantillons de zéolithe faujasite sont plus actifs que les échantillons de zéolithe beta. L'ordre d'activité catalytique a été relié à l'acido-basicite pour les échantillons pd/zéolithe faujasite et l'ordre est inverse pour les échantillons pd/zéolithe bêta qui suit plutôt l'ordre de la surface spécifique et de la dispersion des particules de palladium. Dans la deuxième partie de ce travail, l'effet de la calcination des oxydes poreux vis-a-vis de l'activité catalytique a été étudié. Parmi les catalyseurs les plus actifs, l'ordre suivant a été obtenu 0,5%pd/tio2-400 > 0,5%pd/zro2-600 >= 0,5%pd/tizr-600, les activités de ces solides ont été reliées aux dispersion, réductibilité des particules de palladium, à l'interaction pd-support et/ou à la surface spécifique élevée du catalyseur. Ces catalyseurs poreux ont été comparés avec des catalyseurs classiques 0,5%pd/ zro2 et 0,5%pd/ tio2, et les solides poreux se sont révélés plus actifs à cause de leurs surfaces spécifiques élevées et de la stabilité de leur support.DUNKERQUE-BU Lettres Sci.Hum. (591832101) / SudocSudocFranceF

Contribution à la mise au point de nouveaux catalyseurs pour la destruction de COVs aromatiques et chlorés.

communication orale donnée lors du 2ème Worshop nord-européen "Récupération et traitement des rejets industriels de COVs " 23 juin 2006 à Len