Synthèse et caractérisation des oxydes mixtes MxOy-Al2O3 (M = Cr, Cu, V) et de 5% RuO2/V2O5-Al2O3. Application à l’oxydation du cyclohexane.

Abstract

L’objectif de ce travail a été axé sur la préparation des oxydes mixtes de type X% MxOy-Al2O3 (M = Cu, Cr, V) par la méthode sol-gel et du matériau 5% RuO2/V2O5-Al2O3 par imprégnation. Leurs performances catalytiques ont été par la suite évaluées en oxydation du cyclohexane par H2O2 ou TBHP dans des conditions douces. Ces catalyseurs ont été caractérisés par différentes techniques d’analyse : DRX, adsorption-désorption de N2, EDX couplée au MEB, ATG-ATD, UV-Vis et IR. Les résultats ont montré la présence des mésopores dans ces matériaux avec une variation de la surface spécifique, du volume poreux et du diamètre des pores en fonction de la nature du métal et de la teneur en second oxyde ; la présence de la phase boehmite dans 20% CuO-Al2O3, 20% Cr2O3-Al2O3 et 5% RuO2/V2O5- Al2O3 ; une structure amorphe des oxydes mixtes X% V2O5-Al2O3 (X = 5, 10, 20). Les matériaux préparés ont montré une bonne activité catalytique et une bonne sélectivité en mélange cyclohexanol-cyclohexanone. Les conversions du cyclohexane dépendent de la nature du solvant de la réaction, de l’agent oxydant et de la présence ou non d’initiateur. L’activité catalytique augmente en fonction du solvant dans l’ordre suivant : sans solvant < éthanol < acétone < acide acétique. Une diminution de la conversion avec l’augmentation de la teneur en vanadium a été notée.Abstract The objective of this work was centered on the preparation of X% MxOy-Al2O3 (M = Cu, Cr, V) mixed oxides by the sol-gel method and 5% RuO2/V2O5-Al2O3 material; then evaluated their catalytic performances in oxidation of cyclohexane by H2O2 or TBHP under mild conditions. These catalysts were characterized by various techniques: XRD, Nitrogen adsorption-desorption, SEM, TDA-TGA, UV-Vis and IR. The results showed the presence of mesopores in the materials and the specific area, the pore volume and the pore diameter values related to the nature and the content of the second oxide; the presence of boehmite phase in 20% CuO-Al2O3, 20% Cr2O3-Al2O3 and 5% RuO2/V2O5-Al2O3; an amorphous structure for X% V2O5-Al2O3 (X = 5, 10, 20) mixed oxides. The prepared materials exhibited good activity and selectivity in cyclohexanol-cyclohexanone. The conversions of cyclohexane are greatly affected by the solvent of reaction, the oxidant agent and by the presence or no of an initiator. The catalytic activity increases according to the solvent in the following order: without solvent < ethanol < acetone < acetic acid. A reduction in the conversion with the increase in the vanadium content was noted.