Conception raisonnée de catalyseurs bifonctionnels : Élaboration de catalyseurs Pt0/zéolithe-Alumine

Axe 2 - Matériaux multifonctionnels et environnement

Thèse de Olfa BEN MOUSSA

Thèse soutenue le vendredi 4 novembre 2016 à 9h
Amphi Durand, Espace Esclangon
Université Pierre et Marie Curie
4 place Jussieu, Paris 5e

Co-tutelle

• Laboratoire de réactivité de surface (LRS) encadrée par Juliette Blanchard (chargée de recherche)
• Laboratoire chimie de la matière condensée de paris (LCMCP) encadrée par Olivier Durupthy (Maitre de conférence

Consulter le thèse sur HAL : https://hal.archives-ouvertes.fr/tel-01629059

Résumé

Les catalyseurs bifonctionnels pour l'hydrocraquage nécessitent à la fois des sites acides de Brønsted et des sites métalliques. L'intimité entre sites acides et sites métalliques peut donc influer sur l'activité et la sélectivité de la réaction.

Nous nous sommes proposés d'explorer l'effet de la distance sites métalliques-sites acides sur la conversion du n-heptane en concevant des catalyseurs à base de platine supportés sur des nanostructures alumine-zéolithe. Pour cela, nous avons étudié la synthèse de suspensions colloïdales nanométriques de zéolithes NaY (20 nm) beta (30 nm), ZSM-5 (50 nm). Des matériaux composites ont ensuite été préparés, soit par synthèse directe en présence d'un support, soit par mise en contact de ces suspensions colloïdales (dans les conditions appropriés de pH) avec des suspensions de boehmite (se transformant en γ-alumina par calcination). Des composites coeur-zéolithe@couronne(alumine) ont ainsi été obtenus.

Les particules de platine ont été par la suite sélectivement formées sur les domaines alumine ou zéolithe de ces composites en utilisant le précurseur approprié de platine dans un domaine de pH adapté (pH=5-8). Les catalyseurs ainsi préparés ont été comparés à d'autres catalyseurs pour lesquels la distance entre sites acides et sites métalliques varie entre le nm et le μm, pour former une série de catalyseurs avec des distances métal-acide et des accessibilités aux sites différentes.

L'étude catalytique a permis de conclure que l'amélioration de l'accessibilité aux sites actifs (Pt⁰/Alumine-nanozéolithe) améliore la sélectivité a vers les produits d'isomérisation, alors que la distance ne joue un rôle inhibiteur que quand elle atteint une échelle de plusieurs μm.

 
Composite zéolithe-Alumine

Publications

• O. Ben Moussa, L. Tinat, X. Jin, W. Baaziz, O. Durupthy, C. Sayag, J. Blanchard
  Heteroaggregation and Selective Deposition for the Fine Design of Nanoarchitectured Bifunctional Catalysts: Application to Hydroisomerization.
  ACS Catal. 2018, 8, 6071–6078
  DOI : 10.1021/acscatal.8b01461
• Olfa Ben Moussa, Ilef Borghola, David Hua, Sandra Casalea, Yannick Millot, Céline Sayaga, Juliette Blanchard, Olivier Durupthy
  Synthesis of supported ZSM-5 nanoparticles
  Microporous and Mesoporous Materials, Volume 287, October 2019, Pages 177-182
  DOI : 10.1016/j.micromeso.2019.05.063