Toluene total oxidation over Pd and Au nanoparticles supported on hydroxyapatite

Abstract

L’oxydation totale du toluène a été étudiée sur la phase active palladium ou or supportée sur différents supports de type hydroxyapatite. L’influence de différents paramètres sur la réactivité catalytique a été étudiée : le type de support, la teneur de la phase active, la méthode de préparation et la nature de la phase active. Les supports hydroxyapatite ont montré de meilleures performances que le support classique alumine. De plus, une teneur en palladium de 0,25 % en masse est suffisante pour obtenir des conversions de toluène élevées à de faibles températures. Deux méthodes de préparation ont été utilisées pour introduire la phase active : l’imprégnation par voie humide conventionnelle et le dépôt de nanoparticules par imprégnation d’une suspension colloïdale du métal noble en utilisant le HEA16Cl comme surfactant. L’introduction du palladium par l’une ou l’autre de ces méthodes conduit à des performances catalytiques similaires. Les résultats obtenus ont montré que le palladium est plus réactif que l’or, l’or ne se trouvant pas, probablement, sous forme de nanoparticules hautement dispersées. L’étude par spectroscopie de photoélectrons induits par rayons X (SPX) a révélé l’existence en surface de la seule espèce PdO sur tous nos catalyseurs. Le système palladium imprégné sur le support hydroxyapatite par méthode conventionnelle a montré une augmentation de la conversion du toluène après 13 h sous flux réactionnel, probablement suite à la formation d’espèces Pd(0) et leur coexistence avec PdO. Finalement, nos systèmes catalytiques se sont avérés être parmi les meilleurs parmi ceux étudiés dans la littérature portant sur l’oxydation totale du toluène.