Cette étude est centrée sur l'établissement d'une corrélation entre le vieillissement d'un catalyseur 1,6% Pt/Al203 et son activité catalytique pour l'oxydation de CO. Le catalyseur a été vieilli thermiquement à différentes températures sous 7% 02. Le frittage des particules de Pt a été suivi par MET. La conversion de CO a été mesurée en montée de température. Il a été montré que les courbes de conversion de CO sont affectées par le vieillissement du catalyseur. La modélisation des courbes de conversion de CO a été effectuée pour lier l'activité catalytique à la distribution en taille des particules de Pt. Le travail de modélisation a montré que la constante de vitesse (k) augmente avec la taille des particules de platine, c'est à dire que la réaction d'oxydation de CO est sensible à la structure. Une loi a été proposée, qui relie k au diamètre des particules. Cette loi pose que l'activité catalytique d'un atome de platine appartenant à un plan est supérieure à celle d'un autre atome.

LE BUT DE CE TRAVAIL A ETE L'ETUDE DU COMPORTEMENT D'UN CATALYSEUR PT-RH/AL#2O#3 ET PT-RH/CEO#2AL#2O#3 SUIVANT DEUX TYPES DE VIEILLISSEMENT. L'UN ETANT CLASSIQUEMENT UTILISE EN LABORATOIRE (VT) L'AUTRE SE RAPPROCHANT DES CONDITIONS REELLES D'UN VIEILLISSEMENT AUTOMOBILE (CV). LA STRUCTURE DU CATALYSEUR EST ANALYSE PAR DIFFERENTES TECHNIQUES. LE CATALYSEUR A ETE TESTE SUIVANT DIFFERENTS PROCESSUS FAISANT VARIER TEMPERATURES ET COMPOSITION. TOUS LES CATALYSEURS ETUDIES ONT ETE PREPARES A L'IFP ET ONT ETE TESTES SUR MICROPILOTE ADAPTE COMPOSE DE DEUX VOIES SIMILAIRES, QUI PEUVENT ALIMENTER TOUR A TOUR LE REACTEUR RECREANT LE FONCTIONNEMENT D'UN POT CATALYTIQUE. DEUX TESTS ONT ETE EFFECTUES PERMETTANT DE MESURER L'EFFICACITE D'UN CATALYSEUR EN FONCTION DE LA TEMPERATURE EN FONCTION DE SN. DEUX TYPES DE VIEILLISSEMENTS ONT ETE ETUDIES : EN MILIEUX OXYDANT ET EN MILIEUX OSCILLANT. LES CATALYSEURS ONT ETE CARACTERISES PAR DES TECHNIQUES PHYSICO-CHIMIQUES CLASSIQUEMENT UTILISEES EN CATALYSE. CES TECHNIQUES ONT MONTRE UNE DIFFERENCE TRES NETTE DE TAILLE DES PARTICULES ENTRE LE CATALYSEUR VT ET LES CATALYSEURS NEUFS ET CV ET ONT MONTRE L'EXISTENCE SUR LE CATALYSEUR NEUF DE TROIS PHASES : PT, RH ET PT-RH. IL A ETE MONTRE QUE LA FENETRE DE TRIFONCTIONNALITE SE DEPLACE AVEC LA TEMPERATURE ET QUE LA PRESENCE D'EAU PERMET D'AUGMENTER LES CONVERSIONS DE CO ET DE C3H8 EN MILIEU REDUCTEUR. LA PRESENCE DE SO#2 EMPECHE TOUTE REACTIONS FAISANT INTERVENIR L'EAU EN MILIEU REDUCTEUR ET AUGMENTE L'OXYDATION EN MILIEU OXYDANT. LA PRESENCE DE CERINE DANS LE CATALYSEUR AUGMENTE LA CONVERSION DE CO. SUR LE CATALYSEUR CV LES CONVERSIONS SONT LEGEREMENT DIMINUEES ALORS QUE SUR LE CATALYSEUR VT LES CONVERSIONS SONT CONSIDERABLEMENT REDUITES. CES OBSERVATIONS ONT ETE CONFIRMES PAR LE TEST CATALYTIQUE OSCILLANT. LE VIEILLISSEMENT OXYDANT PROVOQUE UN ENORME GROSSISSEMENT DES PARTICULES ET LE VIEILLISSEMENT OSCILLANT CREE UNE INTERACTION ENTRE LES METAUX.

Compte tenu de la dangerosité des particules de suies Diesel pour la santé humaine et pour l'environnement, des réglementations strictes fixant leurs émissions ont été adoptées. Le FAP (filtre à particules), permettant de piéger les suies, doit être périodiquement régénéré par combustion des suies. La régénération passive consiste à utiliser des catalyseurs. Ils permettent d'abaisser la température d'oxydation des suies et de les éliminer ainsi de manière continue. Dans ce contexte, ces travaux sont dédiés à l'étude du contact entre un noir de carbone (NC) (modèle de suies) et un catalyseur (cérine) et son effet sur la réaction d'oxydation du NC en présence d'oxygène. Une corrélation entre la morphologie des mélanges préparés NC/cérine et la réactivité du NC a été établie. Des modèles mathématiques (ID et 3D) sont proposés. Ils permettent de simuler l'oxydation du NC, en tenant compte de différents paramètres cinétiques et de représenter le contact en s'appuyant sur les résultats expérimentaux. En particulier, le modèle 3D permet de représenter les mélanges étudiés en considérant des agrégats de catalyseur de différentes tailles granulométriques. Cette représentation du milieu permet d'estimer l'effet du contact entre le NC et le catalyseur sur la réaction d'oxydation du NC en déterminant l'environnement catalytique du NC. Un accord satisfaisant entre les valeurs de vitesse d'oxydation expérimentales et théoriques calculées a été obtenu. De plus, un modèle 3D basé sur une représentation géométrique du FAP a été développé afin de mieux appréhender les phénomènes mis en jeu pendant sa régénération. Ce modèle décrit l'oxydation des suies dans le FAP en vue de l'optimisation de son fonctionnement.

Dans cette thèse, une approche microcinétique expérimentale est utilisée pour caractériser des étapes élémentaires impliquées dans l'oxydation de CO par O2 sur des catalyseurs à base de Pd et d'Au supportés sur oxydes métalliques et identifier celles qui contrôlent la vitesse de réaction. Sur un catalyseur 1,4%Pd/Al2O3, l'évolution de la production de CO2 (RCO2(t)) par oxydation des espèces CO adsorbées (2 linéaires L et 2 pontées P) a été suivie lors de cycles successifs formation - oxydation des espèces. Une période d'induction est observée, donnant un pic de CO2 caractérisé partm et RCO2m. L'étude de l'impact de différents paramètres expérimentaux sur tm et RCO2m: le tempsde désorption avant oxydation, la pression partielle de O2, la température et le prétraitement ducatalyseur a permis de caractériser les étapes superficielles impliquées. Un modèle cinétique basé surl'oxydation des espèces CO P par une espèce oxygène faiblement adsorbée formée sur des sites libéréspar la désorption et/ou l'oxydation des espèces CO L a permis d'interpréter ces impacts. Ce modèle aégalement permis d'interpréter les différences d'activités du catalyseur vis-à-vis de la réaction CO/O2en fonction de son prétraitement après réduction sous H2 à 713 K : un refroidissement sous hydrogènepermet d'obtenir des conversions de CO proches de 100% à 300 K en excès de O2 alors qu'unedésorption préalable à 713 K donne de faibles conversions (

Dans ce travail les propriétés catalytiques de solides à base d'oxydes de cuivre, de cérium et d'aluminium ont été évaluées dans la réaction de combustion du Noir de Carbone (NC) et d'oxydation du monoxyde de carbone. De plus, une étude du vieillissement des catalyseurs vis-à-vis de la combustion du NC a été menée. Il s'avère que le système Ce-Al-O est performant vis-à-vis de la combustion du NC. L'introduction de cuivre en faible teneur au système n'entraîne pas de modifications notables de la réactivité du solide vis-à-vis de cette réaction. Seule l'augmentation de la teneur en cuivre améliore les propriétés catalytiques du système. Cette amélioration est probablement liée à la formation de CuO massique pour de forte teneur en cuivre. En effet, cette espèce est très réactive vis-à-vis de la combustion du NC, beaucoup plus que le cuivre dispersé habituellement observé pour les solides à faible teneur en cuivre. Le mécanisme réactionnel de combustion du NC en présence de solides à base de cuivre passe par une réaction de réduction du cuivre, ce dernier retrouvant son état initial à la fin de la combustion...

L'OXYDATION EN PHASE AQUEUSE DE COMPOSES ORGANIQUES PAR LE PEROXYDE D'HYDROGENE CATALYSEE PAR LES SELS DE FER (REACTIF DE FENTON), EXPLOITEE A LA TEMPERATURE DE 120C ENVIRON (PROCEDE WPO#) CONDUIT A UNE ELIMINATION SATISFAISANTE DE LA MATIERE ORGANIQUE, MAIS MALGRE TOUT LIMITEE PAR L'ACCUMULATION D'ACIDES CARBOXYLIQUES REFRACTAIRES (ACETIQUE, OXALIQUE,). LE SYSTEME CATALYTIQUE FE/CU/MN, UTILISE EN REMPLACEMENT DU FER CONDUIT A UNE OXYDATION QUASI-TOTALE DES DITS ACIDES, DANS DES CONDITIONS OPERATOIRES (100C) MOINS CONTRAIGNANTES QUE CELLES DU PROCEDE CLASSIQUE. L'ASSOCIATION DES TROIS SELS CONDUIT A UNE ACTIVITE CATALYTIQUE SUPERIEURE A CELLE OBSERVEE POUR CHACUN DES SELS ISOLES. CE PHENOMENE MARQUE DE SYNERGIE APPARENTE S'EXPLIQUE PAR L'INTERACTION DES ESPECES FE ET CU LORS DE LA DECOMPOSITION DU PEROXYDE. IL S'EXPLIQUE AUSSI PAR LE ROLE SPECIFIQUE DE CHAQUE SEL SUR L'OXYDATION DE CHAQUE ACIDE CARBOXYLIQUE: ROLE SPECIFIQUE DE CU DANS LE CAS DE L'ACIDE ACETIQUE ET SURTOUT ROLE DE MN DANS LE CAS DE L'ACIDE OXALIQUE OU SEMBLE INTERVENIR UN MECANISME NON RADICALAIRE. CE NOUVEAU PROCEDE CATALYSE PAR LE TRIO CATALYTIQUE FE/CU/MN A PU ETRE UTILISE AVEC SUCCES POUR LE TRAITEMENT COMPLET DE POLLUTIONS ORGANIQUES INDUSTRIELLES AQUEUSES REFRACTAIRES AU PROCEDE CLASSIQUE WPO#. ENFIN, LE PROBLEME DE LA SEPARATION DES SELS DE METAUX APRES REACTION EST ABORDE. LES RESULTATS DE CE TRAVAIL RENFORCENT LES POTENTIALITES D'UTILISATION DU PEROXYDE D'HYDROGENE DANS LE TRAITEMENT DES EFFLUENTS INDUSTRIELS ORGANIQUES AQUEUX