Synthèse de nouveaux catalyseurs à base d'oxydes de molybdène et de niobium pour l'oxydation sélective d'alcènes légers et d'alcanes

Autor: Le, Thi Minh Nha
Přispěvatelé: STAR, ABES
Jazyk: angličtina
Rok vydání: 2021
Předmět:
Popis: The microwave-assisted hydrothermal method has successfully been applied to the synthesis of several mild oxidation catalysts. These catalysts are bismuth molybdates, vanadium molybdates with a high-temperature bronze type structure. The synthesis of a new niobate with a similar structure has been studied. The solids obtained were characterized by different techniques, DRX, Raman spectroscopy, TEM, EDX, XPS, XANES. Several new bismuth molybdates have been identified for the first time and the structure of one of them, β(L)-Bi2Mo2O9, has been completely solved. This phase appears to be one of the most efficient for the oxidation of propene to acrolein, with an activity comparable to that of Bi2Mo3O12 and selectivity comparable to that of β(H)-Bi2Mo2O9. It also has excellent stability under reaction flow. For vanadium molybdates, the synthetic method results in solids containing virtually all the free electron pair elements: Te, Sb, Bi, Pb and Tl. The method makes it possible to obtain the bismuth compound without having to use a structuring agent, and the lead thallium compound was obtained for the first time. The structure of the lead compound has been resolved. For the thallium compound, a trigonal structure could be formed. The catalytic properties of solids have been studied in the oxidation of propane to acrylic acid and the oxidative dehydrogenation of ethane. The phases show catalytic properties comparable to those of the same type obtained with conventional techniques but which are more expensive in energy and whose implementation is much longer. The technique made it possible also to prepare a new thallium niobate Tl7Nb39O101 which had never been detected before. Its relatively complex structure was determined by X-ray diffraction with the aid of transmission electron microscopy. Finally, the new thallium niobate as well as β(L)-Bi2Mo2O9 phase were tested with platinum as co-catalyst for the production of hydrogen by photocatalysis.
La méthode de synthèse hydrothermale assistée par micro-ondes a été utilisée pour la synthèse de plusieurs catalyseurs d’oxydation ménagée. Ces catalyseurs sont des molybdates de bismuth, des molybdates de vanadium avec une structure de type bronze haute température. La synthèse d’un nouveau niobiate avec une structure du même type a été étudiée. Les solides obtenus ont été́ caractérisés par différentes techniques, DRX, spectroscopie Raman, MET, EDX, XPS, XANES. Plusieurs nouveaux molybdates de bismuth ont été mis en évidence pour la première fois et la structure de l’un d’entre eux β(L)-Bi2Mo2O9 a été complètement résolue. Cette phase apparait comme une des plus performantes pour l’oxydation du propène en acroléine avec une activité comparable à celle de Bi2Mo3o12 et une sélectivité comparable à celle de β(H)-Bi2Mo2O9. Elle présente de plus une excellente stabilité sous flux réactionnel. En ce qui concerne les molybdates de vanadium, la méthode de synthèse permet d’obtenir des solides contenants pratiquement tous les éléments à paire d’électrons libres : Te, Sb, Bi, Pb et Tl. La méthode permet de cristalliser le composé au bismuth sans avoir à utiliser un agent structurant et les composés au plomb et au thallium ont été obtenus pour la première fois. La structure du composé au plomb a été complètement résolue. Pour le composé au thallium, une structure trigonale a pu être formée. Les propriétés catalytiques des solides ont été étudiées dans l’oxydation du propane en acide acrylique et la déshydrogénation oxydante de l’éthane. Les phases montrent des propriétés catalytiques comparables à celles des phases du même type, obtenues avec des techniques conventionnelles, mais qui sont plus couteuses en énergie et dont la mise en oeuvre est beaucoup plus longue. La technique a également permis de préparer un nouveau niobiate de thallium Tl7Nb39O101 qui n’avait jamais été mis en évidence auparavant. Sa structure relativement complexe a été déterminée par diffraction de rayons X avec l’aide de la microscopie électronique à transmission. La substitution du thallium par le rubidium et du niobium partiellement par le titane a été montrée possible. Enfin, le nouveau niobiate de thallium ainsi que la phase β(L)-Bi2Mo2O9 ont été testés avec du platine comme co-catalyeur pour la production d’hydrogène par photocatalyse.
Databáze: OpenAIRE
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