Préparation du matériau PVMo déposé sur argile par imprégnation. Application à l’oxydation du cyclohexéne

Abstract

Notre étude avait pour but en premier temps, la valorisation d’un matériau argileux local (Hammam Boughrara, Maghnia) et son utilisation comme support pour un catalyseur homogène à base de polyoxometallate type Keggin. Notre phase active qui s’exprime par un acide vanadophosphomolybdique de formule H4PMo11VO40 (noté PVMo) ayant comme substitution dans la structure Keggin un vanadium à la place d’un molybdène, a été imprégnée sur l’argile (montmorillonite) activée par acide ainsi symbolisée H-mont. Le protocole d’imprégnation par voie humide a été modifié que celui classique. Cette modification réside dans l’utilisation d’irradiations ultrasoniques dans quelques étapes du processus d’imprégnation. Quatre catalyseurs de différents pourcentages ont été synthétisés (10%, 20%,30% et 40 % PVMo/H-mont). Les résultats de l'analyse chimique de ces matériaux ont été ajustés en considérant 11 atomes de molybdène par unité de Keggin, selon la nature de l’ HPA, et sont en bon accord avec la stoechiométrie désirée pour le phosphore, le molybdène et le vanadium. L’analyse IR a montré que la structure Keggin a été bien préservée apré imprégnation sur l’argile activée par acide d’après l’apparition des bandes de vibration caractéristiques de l’anion Keggin [PM12O40]3-(M=V). L’analyse de la capacité d’échange cationique (CEC) montre que l’argile activée par acide ne subit pas un grand échange, à cause des protons acides qui sont fortement fixés sur la surface. D’après l’analyse BET, on a remarqué que le diamètre des pores est presque le même pour tous les matériaux y compris le support. La surface spécifique diminue considérablement après dépôt de la phase active, et ceci peut être du à cause du blocage des pores par les particules de l’acide vanadophosphomolybdique. La distribution des pores a montré que nos matériaux sont microporeux (D moy ≈ 18 Å). L’analyse par chromatographie en phase gaz qui a été faite pour évaluer les performances de nos catalyseurs en réaction d’époxydation du cyclohexène, a montré qu’ils possèdent une bonne activité s’exprimant par une conversion de l’ordre de 98 % et une sélectivité en produit désiré (époxyde de cyclohexane) de l’ordre de 89 % .L’augmentation de la conversion parallèlement avec l’augmentation du pourcentage en phase active exprime la contribution de l’acide vanadophosphomolybdique dans l’activité catalytique. Ainsi, un test de lixiviation a été fait pour vérifier la stabilité des catalyseurs. Les analyses par chromatographie en phase gaz et par spectroscopie IRTF, ont montré la présence d’une