Synthèses, caractérisations et étude de l'acido-basicité d'oxydes mixtes MOx/TiO2 et MOx/Al2O3 (M= Cr, V). Essais de tests catalytiques.

Abstract

Synthèses, caractérisations et étude de l’acido-basicité d’oxydes mixtes MOx/TiO2 et MOx/Al2O3 (M= Cr et V). Essais de tests catalytiques. Cette thèse concerne la préparation par voie sol-gel, la caractérisation et l’évaluation des performances catalytiques des oxydes mixtes de type X%MxOy-TiO2, X%MxOy-Al2O3 et X%MxOy-SiO2 avec M = Cr ou V et X = 0, 5, 10 ou 20 %. L’analyse texturale montre bien que ces matériaux présentent un mélange de micropores et de mésopores avec une variation de la surface spécifique, du volume poreux et du diamètre des pores fonction de la teneur du métal ajoutée. L’analyse IR in situ utilisant la pyridine comme molécule sonde révèle la présence des sites acides de Lewis et de Brönsted. Dans le cas des matériaux X%MxOy-TiO2, l’analyse par DRX met en évidence la présence des deux phases anatase et rutile. La transition anatase-rutile dépend de la température de traitement, de la nature et de la quantité du dopant. La présence du chrome retarde cette transition alors que le vanadium l’accélère. L’étude cinétique de cette transition conduit à une transformation du premier ordre avec une énergie d’activation plus grande en présence du vanadium qu’en présence du chrome. Les performances catalytiques de nos matériaux ont été étudiées en oxydation du cyclohexane en phase liquide en présence de H2O2 et du TBHP comme oxydants. L’activité catalytique augmente en fonction de la teneur en chrome. Par contre elle diminue en fonction de la teneur en vanadium. La présence du chrome conduit à une sélectivité plus importante vis-à-vis de la formation de cyclohexanol pa rapport à celle de la cyclohexanone. Nous avons étudié aussi l’influence du solvant (acide acétique, acétonitrile et cyclohexane) sur l’activité et la sélectivité. Dans le cas des catalyseurs x%CrxOy-TiO2, l’activité catalytique varie en fonction de la polarité du solvant et de ce fait la conversion varie dans l’ordre suivant : acétonitrile > acide acétique > cyclohexane. Dans le cas des catalyseurs x%VxOy-TiO2, la meilleure activité est obtenue pour l’acide acétique comme solvant et la conversion varie dans l’ordre suivant : acide acétique > cyclohexane > acétonitrile.