La combustion catalytique est l'une des meilleures voies de
destruction des composés organiques volatils considérés comme
polluants de l'environnement en général et de l'air ambiant en
particulier.
L'utilisation de catalyseurs à base de métaux de transition
présente un avantage économique indéniable par rapport aux
systèmes catalytiques à base de métaux nobles.
En particulier, les systèmes à base d'oxyde de manganèse sont
performants dans plusieurs processus d'oxydation industriels
tels que l'oxydation de CO ou d'ammoniac. Par ailleurs, la cérine
est un oxyde très utilisé pour ses propriétés redox remarquables.
Dans le présent travail, nous avons choisi d'étudier deux types
de catalyseurs : les oxydes mixtes massique Mn-Ce-O préparés
par différentes méthodes, avec un rapport molaire Mn/Ce
constant et égale à 1, et les solides supportés Mn/CeO2 et MnCe/Al2O3 préparés par la méthode d'imprégnation. Les solides
supportés ont été calcinés à 500°C et l'effet de la variation de la
température de calcination sur les performances des solides
massiques a été étudié.
Les échantillons obtenus ont été caractérisés par diffraction des
rayons X,DRX et mesure des surfaces spécifiques par la
méthode BET puis testés dans la réaction de combustion d'un
composé organique volatil , qu'est le toluène en utilisant
l'oxygène de l'air comme agent oxydant. Les performances
catalytiques des différents solides ont été évaluées dans le
domaine de températures 150-400°C.
L'analyse DRX a permis de suggérer la formation d'une solution
solide entre le manganèse et l'oxyde de cérium pour les oxydes
mixtes MnOx-CeO2, massiques ou supportés et ce quelle que
soit la méthode de préparation et la température de calcination.
La mesure des aires BET a montré que les surfaces spécifiques
des oxydes mixtes sont plus élevées que celles des oxydes purs
et qu'elles sont dépendantes de la méthode de synthèse et de la
température de calcination. Le solide préparé par la méthode de
coprécipitation classique conduit à la surface spécifique la plus
élevée (156 m2/g)
Les solides étudiés ont montré des performances catalytiques
très satisfaisantes dans la réaction de combustion du toluène qui
dépendent fortement de la méthode de préparation. La meilleure
activité catalytique est obtenue pour le catalyseur préparé par la
méthode citrate, il conduit à une conversion totale du toluène à
250°C. L'étude de l'évolution des performances catalytiques des
solides en fonction de la température de calcination a permis
d'attribuer l'activité catalytique de l'oxyde mixte au manganèse
et de montrer que les interactions cérium-manganèse améliorent
cette activité.