Mémoires de Fin d’Etudes
Etablissement
Université des Sciences et de la Technologie d’Alger,Houari Boumediène
Affiliation
Département de Chimie organique appliquée
Auteur
BENRABAA, Rafik
Directeur de thèse
Labed-Barama, A. (Professeur)
Filière
Chimie
Diplôme
Doctorat
Titre
Activation et réaction des hydrocarbures (constituant du gaz naturel)sur des catalyseurs à base de Ni-Fe-O
Mots clés
Réformage catalytique ; Gaz naturel : Transformation ; Méthane : Réformage catalytique ; Isopropanol ; Spinelles
Résumé
Des oxydes type-spinelle NiFe2O4 ont été préparés et caractérisés par plusieurs techniques physico-chimiques. Leurs propriétés catalytiques sont évaluées dans les réactions de décomposition de l’isopropanol et de reformage sec de méthane pour la production du gaz de synthèse (H2 & CO). Trois techniques de la chimie douce ont été développées pour la synthèse de nos systèmes catalytiques : (1) coprécipitation par NaOH (CP-Na) ou NH4OH (CP-NH), (2) hydrothermale (HT) et (3) sol gel (SG), suivie ou non par un traitement thermique à différentes températures. La méthode de préparation a une grande influence sur : (i) les propriétés texturales et structurales des catalyseurs (évaluées par BET, XPS, MEB-EDX, TEM, DRX et Raman à température ambiante), (iii) leur réductibilité (estimée par les techniques in-situ : H2-TPR, H2-HTDRX, H2-ATG-ATD et H2-HTXPS) et (iv) leur réactivité en décomposition de l’isopropanol et en reformage sec de méthane. L’analyse de structure par DRX et Raman, montre la présence d’une phase spinelle pure NiFe2O4 pour les solides HT et SG avec une taille de cristallites ne dépassant pas 10 nm (taille de cristallites affinée par la méthode Rietveld). Cependant, pour les échantillons CP, un mélange de phases (NiFe2O4 + α-Fe2O3) est observé et ce quels que soient l’agent de coprécipitation utilisé et la température de calcination choisie. L’étude in-situ de la réductibilité des solides montrent que la température de réduction (NiFe2O4 ↔ Ni° + Fe°) augmente dans l’ordre suivant: HT~SG < CP. Les techniques in-situ de réductibilité indiquent, pour l’ensemble des préparations dans le cas de NiM2O4 (M= Fe), la formation de l’alliage binaire type- -Ni2Fe3 aux alentours de 400 °C pour les solides HT et SG et vers 450 °C dans le cas de l’échantillon co-précipité. Les mesures d’acidité via la réaction test de décomposition de l’isopropanol, montrent, pour les solides HT, SG et CP, une distribution acide/base totalement différente. Dans la réaction de reformage sec de méthane (CH4 +CO2 2CO + 2H2), l’échantillon SG a conduit à la meilleure activité catalytique comparé aux échantillons HT et CP. Pour ces deux derniers catalyseurs, une valeur du rapport H2/CO inférieure à 1 est observée, elle est due à une contribution très significative de la réaction inverse du gaz à l’eau (CO2 + H2 CO + H2O). Pour les trois voies de préparation, l’absence de dépôt de coke au cours de la réaction CH4 + CO2 peut être due à la formation de l’alliage -Ni2Fe3 où le Nickel est fortement dispersé
Date de soutenance
17/02/2013
Cote
665.73
Pagination
156 p.
Illusatration
ill.
Format
30 cm.
Notes
support papier accompagné d’un CD-Rom
Statut
Traitée