Influence de l'adsorption de composés organiques insaturés sur des poudres composites, agglomérées dans une matrice conductrice de carbone vitreux réticulé, lors du procédé d'hydrogénation électrocatalytique

Abstract

La recherche sur les procédés électrocatalytiques est essentielle tant sur le plan industriel qu'au niveau fondamental. L'avancement des connaissances permet de développer de nouvelles applications industrielles, écologiques ou énergétiques. L'utilisation récente de catalyseurs composites pour la déchloration des polychlorophénols et la production de nylon à partir du caprolactam, récupéré de l'hydrogénation du phénol, sont des exemples qui expriment bien l'importance de ces technologies. Le phénol peut être hydrogéné en utilisant l'hydrogénation catalytique (HC) ou l'hydrogénation électrocatalytique (HEC). L'avantage de l'HEC sur l'HC est directement relié à la méthode employée pour générer l'hydrogène chimisorbé. L'hydrogénation électrocatalytique (HEC) du phénol a été réalisée à l'aide d'une électrode fabriquée à partir de l'agglomération de poudres composites (Pd/Al[indice inférieur 2] O[indice inférieur 3] , Pd/BaSO[indice inférieur 4] , Rh/Al[indice inférieur 2] O [indice inférieur 3] ) dans une matrice conductrice de carbone vitreux réticulé (CVR). L'assemblage, obtenu entre le CVR et les poudres composites permet d'obtenir de nouvelles électrodes à partir de matériaux catalytiques incompressibles et isolants sans faire appel aux polymères conducteurs ou aux liants inorganiques comme le phosphate de lanthane (LaPO [indice inférieur 4] ). L'intérêt suscité par cette technologie est justifié par le vaste choix de poudres composites impossibles à utiliser en employant les méthodes de consolidations courantes. Les oxydes de métaux ou les sels, utilisés pour supporter les métaux nobles, présentent un intérêt au niveau de l'adsorption des composés organiques insaturés. Ces interactions entre les composés organiques et les sites d'adsorption sont à la base des travaux présentés. Les travaux effectués supposent que les poudres composites sont constituées de sites d'adsorption (A), présents à la surface du support, et de sites métalliques (M) déposés sur le support. Les sites métalliques sont ensuite recouverts de l'hydrogène chimisorbé (MH [indice inférieur ads] ) provenant de la réduction électrochimique de l'eau selon l'équation décrite par Volmer. Enfin, l'hydrogénation du composé organique est réalisée à la jonction métal/adsorbant en un point nommé"point d'adlinéation". Donc, pour une réaction où l'adsorption limite le processus d'hydrogénation, une meilleure adsorption du composé insaturé entraîne une augmentation du rendement de l'HEC. Pour justifier l'hypothèse que l'adsorption du composé organique est un phénomène de première importance en HEC, des isothermes d'adsorption dynamiques ont été tracés. Les isothermes ont été réalisés à l'aide d'un HPLC et d'une colonne chromatographique remplie de l'adsorbant ou du catalyseur à étudier. Lors de l'élution du composé organique sur la colonne, il est possible de déterminer la constante de Henry ([kappa indice inférieur H]) en se basant sur le temps de rétention et sur le profil d'élution du pic chromatographique. Plus la constante [kappa indice inférieur H] est élevée, plus grand est le pouvoir adsorbant de la poudre remplissant la colonne. Les isothermes d'adsorption mesurés pour les catalyseurs étudiés démontrent une corrélation entre l'adsorption du composé organique insaturé et les rendements obtenus en HEC"--Résumé abrégé par UMI.