Elaboration et étude de nouveaux catalyseurs pour la valorisation énergétique des huiles végétales

Abstract

Ce travail a pour but principal l’élaboration et l’étude d’une famille de matériaux de haute basicité superficielle en vue de leur application dans la catalyse hétérogène. Après la préparation des matériaux catalytiques à base de l’oxyde de lanthane (La₂O₃) supporté sur le dioxyde de cérium (CeO₂), on a procédée à leurs caractérisations texturale, structurale et chimique. Une attention particulière a été accordée à l’étude de l’effet de deux variables préparatoires sur la basicité superficielle, à savoir : la charge de l’oxyde de lanthane (11%, 18% et 44% en poids), et la température de calcination appliquée (500°C, 700°C et 900°C). Les matériaux préparés ont été caractérisés par physisorption de N₂, par DRX et par les spectroscopies Raman et XPS. Parallèlement, une caractérisation chimique détaillée des catalyseurs a été effectuée. Cette étude possède, entre autres, deux objectifs fondamentaux : • D’une part, la détermination de la force et de la concentration des centres basiques superficiels des catalyseurs préparés. Pour atteindre cet objectif, diverses techniques d’investigation ont été employées : adsorption volumétrique de CO₂, désorption thermique programmée (DTP-S) et spectroscopie infrarouge a transformée de Fourier (FTIR). Les résultats obtenus montrent clairement que la dispersion de La₂O₃ sur la surface de CeO₂ améliore significativement les propriétés basiques de CeO₂. Ce Phénomène est attribué à l’augmentation de la concentration des centres basiques superficiels et de leur force. Les données de la diffraction de Rayons X (DRX), de la spectroscopie Raman et de la spectroscopie photoélectronique de rayons x (XPS) de La 3d₅/₂ obtenue pour différents échantillons, montrent que l’augmentation de la température de calcination induit une incorporation progressive des ions La³⁺ dans le réseau de CeO₂, avec une perte parallèle de la force et du nombre des centres fortement basiques (DTP-CO₂). • D’autre part, l’évaluation des propriétés redox de nos matériaux par l’utilisation de la technique de réduction à température programmé (RTP-SM). A la lumière de l’ensemble des résultats obtenus et discutés dans le cadre de ce travail, il été démontré que la dispersion de l’oxyde de lanthane sur la surface du dioxyde de cérium améliore significativement la stabilité texturale de ce dioxyde, en augmentant la force et la concentration des centres basiques superficiels et facilité la réduction de l’oxyde de cérium pur. Les effets de la température de calcination et de la charge d’oxyde de lanthane, sur les propriétés mentionnés, ont été également étudiés, discutés et présentés dans ce mémoire.