Preparation and characterisation of metal oxides supported on SBA-15 as methane combustion catalysts - 05/06/09
, Jaouad Arichi a, Pierre Bernhardt a, Michel Molière b, Alain Kiennemann a, François Garin a, Benoît Louis a
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Abstract |
A high dispersion of Co3O4 and Mn3O4 nanoparticles on SBA-15 mesoporous silica was carried out thanks to a two-solvent impregnation method. This kind of preparation allows a proper control of both the metal oxides loading (7 or 30wt.%) and the particle sizes (10–12nm). A complete set of physico-chemical characterisations of Co3O4 and Mn3O4 supported oxides on SBA-15 was realized using several techniques such as XRD, BET, TEM and XPS, to correlate the structures of the materials with their catalytic activities.
Co3O4/SBA-15 and Mn3O4/SBA-15, 7% in weight, exhibit a high catalytic performance in the combustion of methane under Lower Explosive Limit (LEL) conditions, comparable to the well-known LaBO3 (B=Co or Mn) perovskite-type. The efficiency of the catalysts can be explained by the organised porous meso-structure of the SBA-15. Indeed, the mesoporous support creates a confinement medium which permits a high dispersion of metal oxide nanoparticles. The Co3O4 and Mn3O4 nanoparticles supported on SBA-15 become therefore novel efficient combustion catalysts at low metal oxides’ loading.
Le texte complet de cet article est disponible en PDF.Résumé |
Des nanoparticules de Co3O4 et de Mn3O4 ont été dispersées de manière homogène sur de la silice mésoporeuse SBA-15 à l’aide de la méthode d’imprégnation appelée 
deux-solvants
. Ce type de préparation permet un contrôle efficace à la fois de la quantité d’oxydes métalliques déposés (7 ou 30wt.%) et de la taille des particules (10–12nm). Une caractérisation poussée des oxydes Co3O4 et Mn3O4 supportés sur la SBA-15 a été entreprise en utilisant différentes techniques telles que DRX, BET, MET et XPS afin de corréler leurs structures avec leurs activités catalytiques.
Les matériaux Co3O4/SBA-15 et Mn3O4/SBA-15 à 7% en masse, présentent une très bonne activité catalytique dans la combustion du méthane, comparable à celle des pérovskites de type LaBO3 (B=Co ou Mn), dans les conditions de la Limite Inférieure d’Explosivité (LIE) du gaz. L’efficacité de ces catalyseurs peut être expliquée par la structure organisée en mésopores de la SBA-15. En effet, le support mésoporeux crée un milieu confiné qui permet une grande dispersion des nanoparticules d’oxydes métalliques. Les nanoparticules de Co3O4 et de Mn3O4 supportées sur la SBA-15 deviennent ainsi des catalyseurs de choix pour la combustion catalytique, à faible teneur en oxydes métalliques.
Le texte complet de cet article est disponible en PDF.Keywords : Metal oxides, SBA-15, Mesopores, Catalytic combustion, Methane
Mots-clés : oxydes métalliques, SBA-15, mésopores, combustion catalytique, méthane
Plan
Vol 12 - N° 6-7
P. 731-739 - juin 2009 Retour au numéro
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