RÉSUMÉ
L'oxydation catalytique joue un rôle central dans l'industrie chimique, car au cours de la synthèse de bon nombre de commodités de tous les jours, au moins une étape dans leur cycle de production est une étape d'oxydation. La catalyse hétérogène d’oxydation ménagée redox est présentée avec des réalisations industrielles et les perspectives pour l’avenir. Les principes généraux de fonctionnement des catalyseurs et les mécanismes réactionnels reconnus sont décrits, avec des exemples. Une analyse de l’importance des étapes de préparation et d’activation des catalyseurs est présentée, avec les avancées permettant d'améliorer les performances et la durabilité des procédés.
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AUTEUR(S)
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Elisabeth BORDES-RICHARD
: Professeur Émérite – Unité de catalyse et de chimie du solide, UMR CNRS 8181, École nationale supérieure de chimie de Lille – Université Lille 1
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Jacques VÉDRINE
: Directeur de recherche CNRS Émérite – Laboratoire de réactivité de surface, Université Pierre et Marie Curie
INTRODUCTION
Cet article concerne les réactions dites
réactions redox
en catalyse hétérogène
[J 1 200][J 1 250]
, c'est-à-dire en présence de catalyseurs solides. Il s'agit essentiellement de réactions d'oxydation ménagée de composés organiques (hydrocarbures, alcools, composés organiques volatils, etc.), ou inorganiques comme SO
2
, NO, etc. L'objectif recherché de l'
oxydation sélective ménagée
est l'obtention de composés oxygénés comme des alcools, aldéhydes, anhydrides/acides, etc., tout en minimisant la formation de sous-produits dont le dioxyde de carbone. Ces réactions d'intérêt en chimie de base se déroulent en majorité en présence de catalyseurs oxydes contenant des métaux de transition, dont le degré d'oxydation change durant la réaction. Les oxydants usuels sont de préférence l'air ou plus récemment l'oxygène, mais aussi l'eau oxygénée ou des peroxydes en phase liquide. Dans le cas de l'
oxydation totale
en CO
2
[J 1 216]
, il s'agit des réactions de dépollution ou d'épuration de l'air, des gaz d'échappement des installations fixes (centrales thermiques) ou mobiles (transports), ou des effluents aqueux.
Les catalyseurs d'oxydation ménagée ou totale d'hydrocarbures ou de composés oxygénés, par exemple le...
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MOTS-CLÉS
Etat de l'art
| Catalyse hétérogène
| Chimie des oxydes métalliques
| Génie catalytique
| Pétrochimie
| Chimie de base
| Catalyseurs oxydes
| Réacteurs gaz-solide
Lecture en cours
Catalyse sélective redox