Synthèse du mélange cyclohexanol-cyclohexanone par oxydation du cyclohexane par les hydroperoxydes en présence de métaux supportés sur oxydes métalliques

Abstract

L’objectif de ce travail a été axé sur la préparation des catalyseurs à base de différents métaux (Ru, Pt et Co) supportés sur des oxydes métalliques (Al2O3, TiO2, SiO2, ZrO2, CeO2, Fe2O3 et MgO). Leurs performances ont été par la suite évaluées en oxydation du cyclohexane par l’hydroperoxyde de tertiobutyle (TBHP) en phase liquide. Ces catalyseurs ont été caractérisés par différentes techniques : Mesure de surface par BET, IR de la thermodésorption de la pyridine pour estimer l’acidité, DRX, ICP-OES, Chimisorption d’hydrogène et MET. L’influence des divers paramètres sur la réaction d’oxydation du cyclohexane en présence de 3-4 % Ru/oxydes a montré que l’activité et la sélectivité en produits ne dépendent ni de la taille des particules métalliques et ni de l’acidité des catalyseurs. Les supports testés comme catalyseurs ont montré une activité et une sélectivité en produits qui sont largement améliorées en présence du métal. Un mécanisme bifonctionnel de la réaction est confirmé. L’augmentation de la température (25-70°C) favorise la formation de la cyclohexanone qui nécessite une énergie d'activation plus élevée que celle du cyclohexanol. La présence de différents solvants (acide acétique et acetonitrile) influence directement sur le mécanisme de la réaction ; l'acide acétique favorise la formation du cyclohexanol. Les catalyseurs subissent une désactivation progressive après cinq cycles et sont facilement régénérés par simple traitement thermique sous atmosphère inerte. Des catalyseurs à base de métal noble (platine) et autres à base de métal classique (cobalt) à différentes teneurs en métal (x = 1 % et 5 %) et supportés sur : Al2O3, TiO2 et ZrO2 ont été préparés, caractérisés et testés. Une diminution de l’activité avec l’augmentation de la teneur en Pt a été notée alors que les catalyseurs à base de cobalt ont montré une augmentation de la conversion du cyclohexane avec la teneur en cobalt. Ces catalyseurs sont sélectifs en cyclohexanol dans les deux solvants.