Synthèse de catalyseurs supportés M/MOₓ par plasma glidarc à air humide

Details

Supervisors

Gaigneaux, Eric M. ; Hanon, Fanny

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en chimie et bioindustries, à finalité spécialisée

Abstract

La catalyse hétérogène est un acteur fondamental de la société actuelle. En effet, elle permet de répondre aux besoins économiques et énergétique dans de nombreuses applications chimiques, qui fait de celle-ci un élément essentiel utilisé en masse dans le monde de l’industrie. Aussi bien dans la valorisation de la biomasse, réduction des émissions de polluants, traitements des eaux usées, dépollution de l’air, les catalyseurs hétérogènes sont essentiels pour relever les défis environnementaux actuels. Dès lors, le développement et l'optimisation des méthodes de synthèse constituent des axes de recherche incontournables pour rendre, tant bien les catalyseurs en eux-mêmes que leur synthèse, plus efficace, économique et respectueuse de l’environnement. Parmi les méthodes de synthèse de catalyseurs utilisées actuellement en industries, la préparation par plasma glidarc (PG) à air humide apparait comme étant potentiellement plus durable. Celle-ci a déjà prouvé son efficacité dans la synthèse de catalyseurs massiques de type oxydes métalliques et de type oxydes métalliques supportés sur oxydes métalliques. Dans ce mémoire, la capacité de cette méthode à synthétiser des catalyseurs de type métal supporté sur oxyde métallique est étudiée. L’évaluation porte en particulier sur la synthèse de nanoparticules (NP) d’or sur des supports de type TiO₂ et de SnO₂, dans le but d’obtenir des catalyseurs présentant une activité catalytique significative pour la réaction de combustion totale du benzène, tout en utilisant des conditions de synthèse avantageuses. Dans un premier temps, des catalyseurs Au/TiO₂ ont été synthétisés à partir de mélanges aqueux de précurseur d’or HAuCl₄ et de support P25 ayant été exposés, ou non, au PG durant différents temps de contact support-précurseur d’or. Les caractérisations des solides formés ont montré que de l’or avait été déposé sur le support TiO₂, avec ou sans exposition au PG, et augmente avec le temps de contact support-précurseur. En revanche, l’exposition au PG semble augmenter la taille des NP d’or déposées sur le support, réduisant leur activité catalytique. Ensuite, des catalyseurs Au/SnO₂, au support préalablement synthétisé par PG, ont également été synthétisés. Deux méthodes ont été explorées. La première consistait à d’abord synthétiser le support seul par exposition d’une solution de son précurseur (SnSO₄) au PG, avant de le remettre en suspension contenant le précurseur d’or et de réexposer (ou non) celle-ci au PG. La seconde consistait à mélanger directement les deux précurseurs (support + supporté) en solution aqueuse et à les exposer ensemble au PG, suivant donc une préparation « One-Pot ». Concernant la première méthode de synthèse, les mêmes conclusions que celles obtenues pour les catalyseurs Au/TiO₂ sont attestées, l’activité des catalyseurs exposés au PG étant plus faible que celle des catalyseurs non-exposés. Pour la seconde méthode, aucun or n’est détecté à la surface des échantillons, développant, en outre, une surface spécifique plus faible que les autres catalyseurs Au/SnO₂. De ce fait, les catalyseurs « One-Pot » sont les catalyseurs synthétisés les moins actifs. En conclusion, la déposition de l’or sur un support oxyde métallique par exposition au PG ne semble pas être une bonne alternative aux techniques de déposition déjà existantes pour la synthèse de catalyseurs d’or supportés.

Citations

• APA

Ben Haddou, M. (2024). Synthèse de catalyseurs supportés M/MOₓ par plasma glidarc à air humide.