Réactions d'hydrogénation et d'hydrodéazotation de molécules modèles sur catalyseurs Mo et NiMoAl₂O₃: Nature ses sites catalytiques et éléments mécanistiques

Abstract

L’étude comparative des catalyseurs MoS₂₋γAl₂O₃ et NiMo-γAl₂O₃, à partir de réactions tests telles que : l’hydrogénation de l’isoprène, l’hydrogénation du toluène et l’hydrodéazotation de pyridine, a permis de mettre en évidence quelques aspects fondamentaux du fonctionnement de ces solides. - Le nombre d’insaturations de coordination entourant le métal, C.U.S., est fondamental pour l’activité du catalyseur. Ce nombre dépend de la température de prétraitement à laquelle est soumis le catalyseur. L’optimum d’activité en hydrogénation de l’isoprène est obtenu pour 3 C.U.S., celui en hydrogénation du toluène pour 2 C.U.S. Pour la réaction d’HDN de la pyridine, l’optimum est intermédiaire entre ces 2 valeurs. - Le rôle du nickel est ambigü puisqu’il promeut fortement l’activité en hydrogénation du toluène, faiblement celle de la pyridine et inhibe celle de l’isoprène. L’apparition de soufres pontés, peu labiles, situés entre le nickel et le molybdène aux températures de prétraitement élevées peut être l’explication de ces phénomènes contradictoires. Enfin, l’étude détaillée des sélectivités obtenues dans la réaction d’HDN de la pyridine, pour différentes températures de prétraitement, a permis de proposer 2 voies différentes pour le mécanisme de formation du pentane : la voie A – 2 étapes successives avec passage par la pipéridine – est importante aux basses températures ; la voie B – hydrogénolyse directe – devient prépondérante aux température élevées.