Préparation, caractérisation et test catalytique de catalyseurs à base de nickel pour la réaction de Sabatier

2 novembre 2023

Vue d'ensemble

La préparation d'un bon catalyseur commence par la sélection du support approprié qui comprend de bonnes propriétés texturales telles que la surface, la porosité et le volume des pores. Le support du catalyseur joue un rôle important dans l'activité et la sélectivité du catalyseur. D'une part, la surface permet le chargement et la dispersion des espèces actives, tandis que la taille des pores du support contrôle la diffusion des molécules de réactifs pour atteindre les espèces actives situées dans la zone interne des pores. Par conséquent, l'utilisation de la technique de physisorption pour élucider les propriétés texturales du support doit être la première et la plus importante des tâches. Les techniques de quimisorption - normalement appelées techniques TPX - sont largement utilisées pour étudier le rôle du support dans la stabilisation et la dispersion des espèces actives dans des conditions de réaction à haute température et à haute pression qui pourraient facilement fritter les particules actives et, par conséquent, entraîner une désactivation rapide du catalyseur.

La réaction de Sabatier a été réalisée dans cette étude en réduisant le CO2 avec du H2 pour produire du CH4 en utilisant des catalyseurs supportés par du Ni. Deux catalyseurs ont été utilisés, contenant environ 5% de Ni et supportés par un matériau de surface différente. L'augmentation lente de la température du réacteur (environ 2C/min) à partir de la température ambiante, et le suivi en ligne de l'apparition des produits par un spectromètre de masse, permet de suivre pas à pas l'évolution de la réaction et l'apparition des produits en fonction de l'augmentation de la température.

Les résultats de cette étude ont indiqué que le catalyseur de plus grande surface produisait une plus grande quantité de CH4 et un frittage plus faible des espèces actives, et ainsi, le suivi en ligne de l'évolution de la réaction permet d'élucider pas à pas l'apparition des produits en fonction de l'augmentation de la température.

Intervenants

Simon Yunes

Simon Yunes

Scientifique d'application senior

M. Yunes est titulaire d'une licence en chimie de l'Université centrale du Venezuela. Il a obtenu sa maîtrise et son doctorat en chimie physique à l'université catholique de Louvain, à Louvain-La-Neuve, en Belgique, avec "La Plus Grande Distinction", la plus haute distinction accordée par l'université. Sa thèse de doctorat a été réalisée sous la direction du professeur Bernard Delmon, autorité mondiale dans le domaine de la catalyse.

Le Dr Yunes est reconnu dans le monde entier pour sa contribution au domaine de l'adsorption et à l'application des techniques d'adsorption à la caractérisation des solides, en particulier des catalyseurs.

Pendant ses études en Belgique, M. Yunes a pu synthétiser des catalyseurs d'hydrotraitement (HDT) à partir de latérite naturelle et de bauxite (naturellement abondantes au Venezuela) pour éliminer efficacement les impuretés du pétrole brut lourd vénézuélien et prolonger la durée de vie des catalyseurs classiques utilisés dans ce processus. C'est à cette époque qu'il a commencé à s'intéresser à l'adsorption. Tous les catalyseurs synthétisés ont été caractérisés à l'aide de techniques d'adsorption physique, pour étudier la structure, et de chimisorption, pour déterminer la dispersion des métaux actifs dans les catalyseurs.

M. Yunes a rejoint Micromeritics en mai 1984, où il a occupé le poste de scientifique chargé des applications, menant des expériences sur l'adsorption, contribuant au développement de nouveaux produits et rédigeant des notes d'application. Sa fonction principale chez Micromeritics était d'aider les clients du monde entier à réaliser leurs applications et de trouver ou d'aider à développer de nouvelles technologies pour répondre aux besoins des clients.

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