Déshydrogénation oxydante de l’éthane sur les catalyseurs V/TiO₂ et Cr/TiO₂ modifiés par le phosphore

Abstract

Le système V/TiO₂ et Cr/TiO₂ modifiés par le phosphore, à différents rapports molaires, ont été préparés par la méthode d’imprégnation. La caractérisation de ces solides par différentes techniques spectroscopiques a montré qu’en l’absence du phosphore le vanadium, présent dans le catalyseur V/TiO₂, est essentiellement sous forme d’ions V⁵⁺. L’ajout de PO conduit d’un côté à la formation du phosphate de vanadyle et d’un autre côté stabilise des entités V⁴⁺ isolés. L’introduction du phosphore dans le système Cr/TiO₂, entraîne la formation du phosphate CrPO₂ et d’ions Cr³⁺ isolés dans un environnement octaédrique. Les performances de ces différents catalyseurs (activité et sélectivité) ont été déterminées dans la déshydrogénation oxydante de l’éthane en éthylène. Il ressort des résultats obtenus que l’ajout du phosphore améliore nettement la sélectivité en éthylène, elle atteint 56% à 550°C, pour une conversion globale de l’éthane de 33% dans le cas de V/TiO₂ et 60% pour une conversion globale de 33% dans le cas de Cr/TiO₂. La confrontation des résultats catalytiques avec les caractérisations spectroscopiques montre que des arrangements particuliers d’anions phosphates ou pyrophosphates, qui sont des agents d’isolement de sites réactionnels, diminuent la labilité des oxygènes périphériques, conduisant ainsi à des réactions plus sélectives en éthylène.