Compréhension de la nature de l'état d'un oxyde à structure définie par la connaissance du dépôt carboné
Institution:
Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
This work is initially about the oxides with definite structure synthesis in order to use them as catalyst precursors and in the second time, is about the using of these systems for the controlled formation of MWNT by C. V. D. The final objective is to establish the connections between the morphology of MWNT (TEM and SEM), the texture (SEM) and the structure (XRD, EDS, TPR) of the catalyst precursors. To study the influence of the method of preparation on solid’s texture the catalysts precursors based on Ni and La were prepared by different resin methods (mixed oxides perovskite type: LaNiO3, LaNi0. 95O3, LaNi0. 85O3, LaNi0. 60O3 and K2NiF4 type: La2NiO4). The catalysts (nanoparticles Ni0 deposited on La2O3) were obtained by oxides reduction under H2 or under CH4. The study of the reduction mechanism of these oxides under H2 and CH4 made possible to work out two types of catalytic tests: reduction under H2 followed by a reaction with mix gases CH4-H2 and reduction then reaction only under CH4. The process of tubes formation (with H2, CH4, CO2 and CO quantification) was followed by mass spectrometry, procedure reported exceptionally in the literature. In the presence of H2 all catalysts calcined at 900°C gave selectively MWNT. Without H2 only the structure perovskite LaNiO3 calcined at 900°C gave tubes of a good crystallinity and a great homogeneity (10-15 nm).
Abstract FR:
Ce travail porte, dans un premier temps, sur l’étude de la synthèse de matériaux à structure définie en vue de les utiliser comme précurseurs de catalyseur et dans un second temps, sur l’utilisation de ces systèmes pour la formation contrôlée de nanotubes de carbone multifeuillets (MWNT) par un procédé catalytique (C. V. D. ). L’objectif final est de faire les liens entre la morphologie des MWNT (M. E. T, M. E. B) et la texture (M. E. B) et la structure (D. R. X. , E. D. S. , T. P. R. ) des précurseurs de catalyseurs. La préparation des précurseurs de catalyseurs à la base de Ni et La (oxyde de type pérovskite LaNiO3, LaNi0. 95O3, LaNi0. 85O3, LaNi0. 60O3 et l’oxyde à structure définie de type K2NiF4 : La2NiO4 a été réalisée par une méthode de type sol-gel. Différentes variantes de ce procédé ont été employées pour étudier l’influence des méthodes de préparation sur la texture des oxydes. Les catalyseurs (nanoparticules de Ni0 déposées sur La2O3) ont été obtenus à partir des oxydes à structure définie lors de la réduction sous H2 ou sous CH4. L’étude des mécanismes de réduction de ces oxydes sous H2 et sous CH4 a permis d’élaborer deux types de tests catalytiques: réduction sous H2 suivie d’une réaction sous CH4-H2 et réduction puis réaction sous CH4. L’avancement de la formation des tubes (avec quantification de H2, CH4, CO2 et CO) a été suivi par spectrométrie de masse, procédure rapportée exceptionnellement dans la littérature. Une réalisation sélective de MWNT est caractéristique des catalyseurs traités à 900°C en présence de H2. Sans hydrogène, la structure pérovskite LaNiO3 traitée à 900°C est la seule à donner des MWNT d’une bonne cristallinité et d’une grande homogénéité (10-15 nm), typiques de la formulation et de la texture de départ.