Comparaison entre les atomes isolés et les clusters de Pt supportés sur γ-Al2O3 en oxydation de CO : activité catalytique et hystérésis

T. Len 1 C. Dessal 1 F. Morfin 2 J. L. Rousset 2 P. Afanasiev 1 L. Piccolo 1
1 ECI2D - IRCELYON-Energies, carburants, intermédiaires pour le développement durable
IRCELYON - Institut de recherches sur la catalyse et l'environnement de Lyon
2 ING - IRCELYON-Ingéniérie, du matériau au réacteur
IRCELYON - Institut de recherches sur la catalyse et l'environnement de Lyon
Abstract : Les métaux nobles sont utilisés pour catalyser de nombreuses réactions chimiques. Cependant, ils sont rares et onéreux, ce qui limite leurs utilisations industrielles. Il est donc nécessaire d’augmenter l’efficacité de ces catalyseurs. Cette réflexion, jointe au développement des microscopes électroniques en transmission (TEM) de dernière génération, ont conduit à un intérêt croissant pour les catalyseurs constitués non plus de nanoparticules mais d’atomes isolés (single-atom catalysts) stabilisés sur un support poreux, généralement un oxyde tel que la cérine, l’oxyde ferrique ou l’alumine. La charge en atomes de métal (ici le Pt) affecte la probabilité de rencontre entre deux atomes et influe donc sur le phénomène d’agrégation. Les traitements thermiques appliqués après l’imprégnation peuvent également accentuer cette agrégation, notamment sous atmosphère réductrice où les atomes isolés de Pt se déstabilisent facilement en formant des clusters (1). De plus, des travaux indiquent que l’ajout d’un métal alcalin comme le sodium permet de favoriser la dispersion du platine et la stabilité des atomes isolés sur l’alumine (2). D’autres additifs, tels que le lanthane, ont également été rapportés dans la littérature (3). Dans cette étude, des catalyseurs Pt/(Na, La-)γ-Al2O3 ont été préparés par une méthode conventionnelle d’imprégnation à humidité naissante suivie d’un traitement thermique oxydant et/ou réducteur. Dans le but de comparer la réactivité des atomes isolés et des clusters (taille = 1 nm) de Pt, les deux types de catalyseurs correspondants ont été testés en oxydation de CO dans un réacteur sous flux à lit fixe. Les matériaux ont été caractérisés par TEM à balayage (STEM) avant et après réaction. Les tests catalytiques montrent une activité et une stabilité supérieures des clusters par rapport aux atomes isolés. De plus, les courbes de production de CO2 en fonction de la température (chauffage vs refroidissement) montrent une forte hystérésis. L’origine de ces phénomènes, ainsi que l’influence du support (Al2O3 vs TiO2 et ZnO), seront discutées lors de cette présentation. (1) Duan, S.; Wang, R.; Liu, J. Nanotechnology 2018. (2) Yang, M.; Liu, J.; Lee, S.; Zugic, B.; Huang, J.; Allard, L. F.; Flytzani-Stephanopoulos, M. Journal of the American Chemical Society 2015, 137, 3470–3473. (3) Lakshmanan, P.; Park, J. E.; Kim, B.; Park, E. D. Catalysis Today 2016, 265, 19–26.
Document type :
Poster communications
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Contributor : Productionsscientifiques Ircelyon <>
Submitted on : Monday, November 19, 2018 - 9:12:38 AM
Last modification on : Wednesday, March 27, 2019 - 9:08:01 AM

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  • HAL Id : hal-01926131, version 1

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T. Len, C. Dessal, F. Morfin, J. L. Rousset, P. Afanasiev, et al.. Comparaison entre les atomes isolés et les clusters de Pt supportés sur γ-Al2O3 en oxydation de CO : activité catalytique et hystérésis. Materiuax 2018, Nov 2018, Strasbourg, France. ⟨hal-01926131⟩

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