Caractérisation par spectroscopie infrarouge des catalyseurs d'hydrotraitement Ni-W supportés, à l'état oxyde ou sulfure

Abstract

La spectroscopie d’adsorption infrarouge est appliquée à l’étude des catalyseurs à base de nickel et de tungstène supportés. L’imprégnation de l’alumine ou de la silice par le métatungstate d’ammonium, suivie d’une calcination, conduit à la formation d’une espèce caractérisée par la vibration v(W=0), sensible à l’échange isotopique : ¹⁶O →¹⁸O. Nous avons pu observer aux fortes charges, la formation d’une espèce polymère, proche de WO₃. La sulfuration de ces espèces affecte d’abord la double liaison W=O, les liaisons simples W=O n’étant rompues qu’à des températures de l’ordre de 573K. Elle conduit à la formation de WS₂, mis en évidence par l’étude de la région des nombres d’ondes inférieurs à 400 cm⁻¹. Les résultats obtenus par l’adsorption de la pyridine, l’ammoniac et la pipéridine confirment que l’acidité de surface des catalyseurs NiW n’est pas une caractéristique majeure de l’activité des catalyseurs sulfurés. Il n’existe pas d’acidité de Brönsted sur ces catalyseurs, et les sites de Lewis détectés ne présentent pas une forte acidité. L’étude de l’évolution thermique des espèces formées par adsorption de la pipéridine, montre une transformation en pyridine avec passage par un intermédiaire dont la nature est discutée. L’introduction du Ni sur le support et la sulfuration des catalyseurs NIW augmentent a vitesse de cette transformation. L’adsorption de CO sur les divers catalyseurs NiW sulfurés, montre que cette sonde détecte les sites de promotion dans la phase mixte NiWS. Les catalyseurs présentent une grande diversité de sites, mis an évidence par les expériences de pré-adsorption de O₂, pouvant correspondre aux diverses fonctions : hydrogénolyse (HDS, HDN) et hydrogénation. Les bas nombres d’ondes v(CO) observés permettent de conclure que les systèmes Ni → W/Al₂O₃, sulfurés en milieu réducteur présentent un caractère métallique marqué. L’ensemble de ces résultats permet d’envisager une catalyse de type métallique comme mode de fonctionnement de la phase active sulfure.