Abstract FR:

Nous nous somme attaches a etudier la reduction catalytique selective (scr) des nox par l'ammoniac (nh#3) en presence d'oxygene sur des zeolithes faujasites echangees au cuivre (cu-fau). Pour les catalyseurs ne renfermant que des especes cu#2#+ isolees, trois vagues de conversion de no ont ete observees vers 420, 520 et 600 k. La premiere vague de conversion est un phenomene transitoire qui resulte de l 'impossible reoxydation de cu#+ en cu#2#+ aux basses temperatures. A partir de 450 k, la reoxydation des ions cu#+ en supercages est enfin possible avec le melange no+o#2. Le couple redox cu#2#+/cu#+ mis en jeu lors de la reaction est entretenu par la reoxydation de cu#+ avec le melange no+o#2, et par la reduction de cu#2#+ avec no+nh#3. La stoechiometrie de la reaction globale montre un rapport nh#3/no proche de 0,75 (10nh#3 + 13no + o#2 15h#2o + 11,5n#2). Une etude cinetique a permis de confirmer l'ensemble de ces propositions, d'ou il ressort un mecanisme de type langmuir-hinshelwood pour lequel l'etape lente est probablement la formation d'un dimere cu-o-cu#2#+ dans les supercages. Au-dela de 600 k, l'ensemble des ions cu est actif. Les origines de formation de n#2o aux basses et hautes temperatures sont dues a la presence d'agregats de cuo, et des ions cuivre localises dans les cages sodalites respectivement. La presence d'agregats de cuo dans les echantillons peut etre prevenue en realisant l'echange cationique a ph = 5. Pour la deuxieme formation de n#2o, elle peut etre evitee, en pre-echangeant les zeolithes fau par certains alcalino-terreux ou lanthanides, qui vont se placer preferentiellement dans les cages sodalites, rendant l'acces difficile aux ions cu. Cet echange prealable avec un co-cation peut aussi s'envisager avec la zeolithe emt. Ces nouveaux catalyseurs font l'objet d'un brevet. En presence de no#2 dans le melange reactionnel, une synergie du melange sur la conversion des nox a ete observee a basse temperature et elle est maximale pour un rapport no/no#2 1. Au-dela de ce rapport la formation de nitrate d'ammonium devient importante, et conduit a de fortes teneurs en n#2o sur les catalyseurs cu-fau. Par contre, les nouveaux catalyseurs brevetes ne forment que de tres faibles quantites de n#2o qu'a partir de 773 k, et repondent alors a toutes les exigences industrielles pour les usines d'acide nitrique ou les centrales thermiques.