Développement de catalyseurs à base d`or pour une

Développement de catalyseurs à base d’or
pour une application en dépollution atmosphérique
Mohamed LAMALLEM, Houda El AYADI, Cédric GENNEQUIN, Renaud
COUSIN*, Stéphane SIFFERT, Faustin AÏSSI et Antoine ABOUKAÏS
Laboratoire de Catalyse et Environnement, E.A. 2598,
Université du Littoral Côte d’Opale, 145 avenue Maurice Schumann,
59140 Dunkerque, France
e-mail: [email protected]
Une grande partie des polluants atmosphériques, tels que les composés
organiques volatils avec les hydrocarbures, est émise principalement par le trafic
routier et l’activité industrielle. En France, ces deux secteurs, pour l’année 2001, sont
responsables d’environ 55 % des émissions des COV non méthaniques dans l’air
(source CITEPA). Dans l’optique de réduire ces rejets de polluants dans
l’atmosphère, l’utilisation de catalyseurs à base d’or serait envisageable et tout à fait
innovante.
En effet, l’or a longtemps été considéré comme un métal non actif dans les
réactions de catalyse hétérogène par rapport aux éléments du groupe du métal
platine. Cependant, depuis quelques années, la découverte de nouvelles méthodes
de préparation, notamment avec les résultats des travaux d’Haruta, concernant
l’oxydation du monoxyde de carbone (CO) a permis de prouver l’efficacité de ces
matériaux dans de nombreuses réactions d’oxydation [1-2]. Ainsi, il a pu être mis en
évidence que des catalyseurs à base d’or supportés sur des oxydes à base de TiO2
présentent une activité catalytique pour l’oxydation du CO à température ambiante.
De plus, l’augmentation de l’activité catalytique de composés à base d’or a été
corrélée à de nombreux paramètres relevant de la méthode de préparation. Il a aussi
été montré que des solides à base d’or peuvent être efficaces dans l’oxydation
catalytique totale des COV et des hydrocarbures [3]. Cependant, de nombreuses
incertitudes demeurent encore quant aux paramètres de préparation et à la
connaissance des interactions entre le support et les particules d’or.
Depuis trois ans, au LCE – Dunkerque, on a commencé des études sur la
préparation de phases d'or dispersées sur un oxyde mixte à base de cérium et de
titane. Dans un premier temps, une série d’oxydes nommés CexTi1-xO2 (avec
O≤x<1) à été synthétisé par la méthode sol gel. Ensuite, dans le but de combiner les
propriétés physico-chimiques et catalytiques de l’or avec celles du support mixte Ce-
Ti, l’or a été déposé (avec une teneur massique de 4%) sur les oxydes mixtes Ce-Ti
par différentes méthodes. Ces solides ainsi préparés ont été caractérisés par
différentes techniques physico-chimiques et de premières études sur la réactivité de
ces matériaux catalytiques dans la réaction d’oxydation des COVs ont pu être
effectuées. Ainsi ces matériaux à base d’or ont présenté une certaine efficacité pour
l’oxydation totale du propène.
[1] The golden age of catalysis: A perspective. Graham J. Hutchings and Masatake Haruta,
Applied Catalysis A: General, Volume 291, Issues 1-2, 2005, Pages 2-5
[2] Size-and support-dependency in the catalysis of gold. Masatake Haruta
Catalysis Today, Volume 36, Issue 1, 1997, Pages 153-166
[3] Low Temperature Oxidation of CO and Hydrocarbons over Supported Gold Catalysts.
R. Cousin, S. Ivanova, F. Ammari, C. Petit and V. Pitchon
Proceedings of the 2nd World Congress on Gold Applications, Vancouver, 2003 (10 pages)