Synthèse des nanocatalyseurs hautement sélective pour la réduction du NO avec C3H6: Ag/Al203, Cu/Al203 et Ag-Cu/Al203

Résumé

La réduction catalytique sélective (SCR) du NO est la stratégie la plus importante pour éliminer les émissions de NOx provenant des moteurs à combustion interne. La réaction du NO avec le C3H6 a été étudiée dans plusieurs conditions, y compris en présence de hautes concentrations d’oxygène. Ag/Al203 a été retenu comme un catalyseur prometteur pour la réduction catalytique sélective des NOx en N2 par les hydrocarbures (HC-SCR) à l’échelle des essais de laboratoire comme dans le fonctionnement des moteurs diesel. Les étapes de l’élaboration d’un catalyseur d’argent actif pour des applications pratiques impliquent la connaissance du mécanisme, le choix correct de la teneur du métal et du support, d’ajustement de la concentration de l’hydrocarbure à être utilisé comme agent réducteur, etc.Dans ce travail nous avons investigué et comparé des catalyseurs Ag/Al2Û3 préparés par trois méthodes différentes (Ag/Al203(I), Ag/Ah03(lV) et Ag/Al203(C)) et finalement nous avons synthétisé Cu/Al203(I) et Ag-Cu/Al203(I) par la méthode en une seule étape. Tous les catalyseurs préparés ont contenu 3% Ag etlO% Cu. La vitesse spatiale était de 19000h_1 pour les mêmes conditions catalytiques: 3000 ppm C3H6 +1000 ppm NO + (1; 5; 10 et 15) % O2. On a constaté que la méthode de préparation du catalyseur ainsi que la concentration de l’oxygène exercent une influence importante sur l’activité catalytique. Le catalyseur Ag/Al203(I) préparé par la méthode en une étape a présenté la meilleure performance catalytique.

 Reaction of NO reduction over A^JA^O^, prepared by different methods

Figure 6 shows NO conversion (6a) and N2 yield (6b) obtained with the three catalysts Ag/Al203(I), AgJA^O^ilY) and Ag/Al203(C). The standard test conditions are 1000 ppm NO; 3000 ppm C3H6; 10%O2 and 19000h »‘ of GHSV. The best performances for NO selective catalytic reduction to N2 were obtained with Ag/Al2Û3 (I) giving an NO conversion of 90% and N2 yield of 89% at a temperature as low as 350°C. For the catalyst Ag/Al203 (II) a maximum NO conversion of 60% and N2 yield of 56% were obtained and similar values were kept over a wide temperature range with a plateau from 300 to 450°C. The conventional catalyst Ag/Ai203 (C) prepared with commercial alumina offered a maximum NO conversion of 44% and N2 yield of 44% at the temperature of 350°C.

The synthesis methods and the alumina source play a very important role in the catalytic activity as can be observed from Fig. 6a and 6b. The Ag/Al203(I) prepared in one step presents an excellent catalytic performance with high catalytic. The two step method used to synthesize Ag/Al203(II) is another very important way to prepare nanoparticles for the NO reduction since its presents thermally stable activity compared with others catalysts.All tests were performed in the reaction conditions, with the same content of silver (3%), same surfactant and temperature of calcination. Table 2 presents a summary of the catalytic performances of the catalysts at 10% O2 and same other catalytic conditions.