Utilisation du chauffage par induction pour létude de catalyseurs en films minces déposés sur support métallique.
Résumé
La contamination de lair par des composés organiques volatils (COV) devient un problčme important auquel il est possible de remédier par lutilisation de techniques catalytiques permettant loxydation totale des COV. Les catalyseurs doxydation sont en général déposés sur des monolithes et létude de tels systčmes en laboratoire est difficile en raison dobstacles techniques tels que la mesure et la régulation de température, lobtention de vvh conformes ŕ lapplication réelle, la définition déchantillons de monolithes représentatifs du systčme complet
Des travaux récents ont montré que lutilisation conjointe de catalyseurs déposés sous forme de films minces et de réacteurs de type annulaire était un bon moyen de modéliser le comportement des systčmes réels. La principale difficulté reste toutefois le chauffage bien contrôlé et homogčne de léchantillon et la mesure de sa tempé rature. Pour pallier ces inconvénients, nous avons développé un réacteur catalytique de type annulaire, dans lequel le catalyseur est déposé sous forme de film mince ŕ lextérieur dun tube en acier inoxydable (6,35 mm de diamčtre externe et 50 mm de longueur). Ce tube (et donc le catalyseur) est inséré dans un réacteur en Pyrex et chauffé par un systčme ŕ induction électromagnétique (400 kHz) avec une boucle située ŕ lextérieur du réacteur. La température du support de catalyseur est mesurée par un thermocouple capillaire ŕ trčs faible inertie (type K, 125 ľm de diamčtre) soudé directement ŕ la surface du métal. Ce systčme permet un chauffage rapide (jusquŕ 800 °C.min-1), un contrôle précis de la température (ą1°C) et une trčs faible inertie thermique. La faible distance entre le tube métallique et lintérieur du réacteur permet dobtenir des vvh de lordre de 2600 h-1 pour un débit de 100 NmL.min-1. A titre dex emple nous avons étudié la combustion de 1000 ppm disopropanol (IPA) dans lair sur un film mince de 1%Pt/Al2O3 déposé sur lacier par une méthode électrophorétique (EPD). Quand la température de léchantillon augmente, lIPA adsorbé ŕ température ambiante sur le support Al2O3 commence ŕ désorber puis la formation massive dacétone est détectée, en accord avec le comportement décrit dans la littérature. Ensuite seulement, soit ŕ partir de 150°C, la production de CO2 est détectée et la conversion de lIPA en H2O et CO2 débute pour atteindre plus de 90% ŕ partir de 180°C. Ces résultats montrent lintéręt dutiliser des systčmes inductifs pour chauffer des catalyseurs déposés sous forme de film mince sur un métal. Outre laspect applicatif (dépollution rapide), ce systčme permet létude de catalyseurs fonctionnant sous forte vvh dans des réacteurs structurés