OXYDATION CATALYTIQUE TOTALE DES HYDROCARBURES LOURDS SUR Pt/Al2O3
Deep catalytic oxidation of heavy hydrocarbons representative of diesel engine over Pt/Al2O3
Résumé
Deep oxidation by air on Pt supported on alumina of a large number of heavy hydrocarbons representative of those found in a real Diesel car exhaust has been studied. Light-off temperatures between 140 and 320°C on 1%Pt/alumina (80% metal dispersion) have been found.
Results show that not only the physical state around the conversion area but also the chemical nature of the hydrocarbon plays an important role. Heavy hydrocarbons deep oxidation behaviour has been classified as a function of their chemical category (alkane, iso-alkane, alkene, aromatics etc..).
Oxidation of binary mixtures of hydrocarbons has shown strong inhibition effects on n-alkane or CO oxidation by polycyclic compounds like 1-methylnaphthalene.
In some cases, by-product compounds in the gas effluent (other than CO2 and H2O) have been identified by mass-spectrometry leading to oxidation mechanism proposals for different hydrocarbons.
Catalyst nature (metal dispersion, content) influence has also been studied. It is shown that turn-over activity is favoured by the increase of the metal bulk size. Acidity influence of the carrier has shown only very little influence on n-alkane or diaromatic compound oxidation.
L’oxydation totale par l’air, sur platine supporté sur alumine, d’hydrocarbures lourds,
seuls ou en mélange, représentatifs de la composition d’un gaz d’échappement de moteur
Diesel a été étudiée. Plus d’une centaine de composés hydrocarbonés différents ont été
oxydés totalement dans des conditions identiques. Ils présentent des températures de
demi-conversion (light-off) comprises entre 140 et 320°C sur catalyseur l%pds Pt /
alumine de dispersion métallique égale à 80%. Les résultats montrent que l’état physique
de l’hydrocarbure dans son domaine de conversion et sa nature chimique jouent un rôle
prépondérant sur son oxydabilité en condition proche de la catalyse d’oxydation Diesel.
Un classement de réactivité par famille d’hydrocarbures a été établi. En mélange binaire,
de très forts effets d’inhibition d’hydrocarbures réfractaires, tels que le lméthylnaphtalène,
sur l’oxydation de CO ou d’un autre hydrocarbure ont pu être montrés.
Dans certains cas des composés intermédiaires d’oxydation ont été mis en évidence par
spectrométrie de masse permettant de renseigner le mécanisme d’oxydation. L’influence
de la nature du catalyseur (teneur et dispersion métallique) et de son acidité a également
été étudiée. I1 ressort que l’activité catalytique par site (TOF) est d’autant plus élevée que
la taille de particules est grande ce qui est expliqué par une plus forte activation de
l’oxygène sur les grosses particules de platine. L’influence d’un dopage de l’alumine par
le chlore ou le potassium sur l’oxydation d’un n-alcane ou d’un composé diaromatique est
très faible voire nulle.