Synthèse de catalyseurs de type oxydes métalliques simples et mixtes par plasma glidarc à air humide

Details

Supervisors

Gaigneaux, Eric M.

Faculty

Faculté des bioingénieurs

Degree label

Master [120] : bioingénieur en chimie et bioindustries

Abstract

Dans l’optique de toujours rechercher de nouvelles méthodes de synthèse de catalyseurs afin de diminuer le nombre d’étapes polluantes et couteuses et d’obtenir des catalyseurs aux propriétés intéressantes, l’utilisation du plasma glidarc apparaît comme une possible alternative. Le but de ce mémoire est donc d’utiliser un réacteur plasma de type glidarc à air humide pour synthétiser des catalyseurs de type oxydes métalliques massiques simples, à partir de précurseurs de Mn, Fe, Bi, Co, Al, Mo et Ni, et mixtes, à partir de mélanges de précurseurs de Mn-Fe et de Bi-Mo. Si leurs performances sont validées au travers d’oxydation totale ou partielle, ceci prouvera le potentiel intérêt du plasma glidarc comme nouvelle méthode de synthèse de catalyse L’utilisation du plasma glidarc pour la synthèse d’oxydes simples et mixtes s’est avérée concluante. En effet, des oxydes simples de Mn, Fe et Bi ainsi que des oxydes mixtes de type Bi-Mo ont pu être synthétisés. Cependant, cette méthode ne fonctionne pas à partir de tous types de précurseurs dans les conditions étudiées dans ce mémoire puisque les précurseurs de type nitrate de Mn, Fe, Al, Co et Ni ainsi que le précurseur de Mo d’ammonium, n’ont donné aucun précipité. Des hypothèses pouvant expliquer pourquoi seuls certains précurseurs réagissent par plasma glidarc pour former un précipité ont été posées. Parmi celles-ci, figurent l’acidification du milieu lors de l’exposition qui rendrait le milieu trop acide pour permettre à certains oxydes/hydroxydes de s’y former et également l’implication des réactions rédox entre les espèces précurseurs et les radicaux OH° et NO° créés par plasma. En outre, il a été suggéré que l’acétate de manganèse exerce un effet catalytique sur la capacité de certains précurseurs à réagir avec les espèces formées par plasma glidarc. Au-delà de l’obtention d’un précipité, la nature et les propriétés des oxydes simples et mixtes synthétisés varient selon les conditions appliquées après exposition au plasma glidarc (post-décharge et calcination). Ceci suggère qu’il est possible de synthétiser des catalyseurs variés simplement en optimisant différents paramètres de synthèse. Pour l’oxydation totale du benzène, les oxydes simples de Fe et Mn synthétisés par plasma glidarc présentent des performances catalytiques comparables à d’autres catalyseurs préparés au laboratoire dans le passé. Pour les oxydes mixtes de Bi-Mo, lors de l’oxydation partielle du propène, les catalyseurs plasmasynthétisés possèdent une activité similaire à ceux développés au laboratoire par combustion de solution. Ceci suggère que la synthèse par plasma glidarc de catalyseurs possédant une activité catalytique similaire voire supérieure à celle de ceux synthétisés par d’autres méthodes est réellement possible. En outre, l’optimisation des paramètres de synthèse et une compréhension approfondie des phénomènes mis en jeu lors de la réaction, rendraient cette méthode prometteuse pour la synthèse de catalyseurs.