VOCs catalytic removal over hierarchical porous zeolite NaY supporting Pt or Pd nanoparticles
Résumé
The present work reports the impregnation of palladium (Pd) or platinum (Pt) on hierarchical porous zeolite catalysts for Volatile Organic Compounds (VOCs) oxidation. The hierarchical porous zeolite (NaYmod) was synthesized via a top-down approach to incorporate mesoporosity into the microporous zeolite NaY. This process was achieved through a three steps synthesis: dealumination, desilication and alkaline treatment. 0.5 wt% of Pd and Pt precursors were then added to NaY and NaYmod supports by wet impregnation in order to elaborate efficient catalysts for the total oxidation of two types of VOCs, ethanol and toluene, which are probe molecules for oxygenated VOCs and BTEX compounds respectively. The supported and unsupported samples were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), N2-physisorption, Transmission Electron Microscopy (TEM), and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS). The modified mesostructured support ensures a better dispersion of the active phases and led to a partial presence of highly reactive Pt(II) species in the case of platinum-based samples. Whatever the oxidation reaction, these latter demonstrate higher conversions compared to palladium-based ones. The presence of Pt(II) species provided a high catalytic performance, with a total degradation of both VOC probe molecules at temperatures lower than 170 °C. Such temperatures have not been recorded before for NaY supported materials.
Le présent travail rapporte l'imprégnation de palladium (Pd) ou de platine (Pt) sur des catalyseurs zéolitiques poreux hiérarchiques pour l'oxydation des composés organiques volatils (COV). La zéolithe poreuse hiérarchique (NaYmod) a été synthétisée via une approche descendante pour incorporer la mésoporosité dans la zéolithe microporeuse NaY. Ce processus a été réalisé par une synthèse en trois étapes : désalumination, désilication et traitement alcalin. 0,5 % en poids de précurseurs de Pd et Pt ont ensuite été ajoutés aux supports NaY et NaYmod par imprégnation humide afin d'élaborer des catalyseurs efficaces pour l'oxydation totale de deux types de COV, l'éthanol et le toluène, qui sont des molécules sondes pour les COV oxygénés et les composés BTEX respectivement. Les échantillons supportés et non supportés ont été caractérisés par diffraction des rayons X (XRD), physisorption du N2, microscopie électronique à transmission (TEM) et spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS). Le support mésostructuré modifié assure une meilleure dispersion des phases actives et a conduit à une présence partielle d'espèces Pt(II) hautement réactives dans le cas des échantillons à base de platine. Quelle que soit la réaction d'oxydation, ces derniers présentent des conversions plus élevées par rapport aux échantillons à base de palladium. La présence d'espèces de Pt(II) a fourni une performance catalytique élevée, avec une dégradation totale des deux molécules sondes de COV à des températures inférieures à 170 °C. De telles températures n'ont pas été enregistrées auparavant pour les échantillons de Pt(II). De telles températures n'ont pas été enregistrées auparavant pour les matériaux supportés par le NaY.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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