Préparation, Caractérisation et Réactivité des Nanoparticules de Nickel Supportées

Abstract

Des nanoparticules de nickel supportées sur silice ont été obtenues par réduction de sel de nickel par l’hydrazine en milieu aqueux. Les catalyseurs supportés ont été caractérisés par : XRD, TEM, ED, EDX, chimisorption d’hydrogène et TPD- H2. Les performances catalytiques des catalyseurs ont été testées dans l’hydrogénation du benzène. Une étude cinétique a été effectuée à la température de 100 °C. Les rayons X montrent des particules de nickel avec une structure cristalline de type (cfc). Les images de la microscopie électronique à transmission montrent une bonne dispersion des particules sur la surface des catalyseurs avec une taille comprise entre 2 nm et 25 nm. Les profils TPD-H2 montrent deux domaines de désorption de l’hydrogène, en dessous et en dessus de 300°C. Les pics du premier domaine sont attribués à l’hydrogène fortement adsorbé sur les sites actifs. Les pics du deuxième domaine sont attribués à l’hydrogène plus fortement adsorbé sur la surface, à l’interface du métal-support ou sur le support (effet spillover). En outre, tous les catalyseurs supportés présentent une capacité de stockage d’hydrogène élevée (réservoir d’hydrogène). L’activité catalytique des catalyseurs est très sensible à la teneur en nickel, elle augmente avec la diminution de la teneur en nickel. L’étude cinétique de l’hydrogénation du benzène montre un ordre par rapport au benzène de -2. Cet ordre négatif exprime la forte adsorption du benzène à la surface des catalyseurs. L’hydrogénation de l’acétylène sur les catalyseurs bimétalliques supportés (Ni-Cu/SiO2) a été étudiée. Les résultats obtenus montrent que l’ajout de cuivre métallique au nickel entraine une baisse des performances chimisorptives et catalytique de ce dernier par suite de l’interaction nickel-cuivre.