Comportement catalytique des phosphates d’argent de type Nasicon

Faculté des sciences, Laboratoire de physico-chimie des matériaux et catalyse, av Ibn-Batouta, Rabat Maroc

Résumé

Dans le but d'élargir nos connaissances sur les matériaux phosphatés susceptibles d’application catalytique, le phosphate AgZr₂(P0₄)₃ de structure Nasicon a été synthétisé, caractérisé puis testé dans les réactions de décomposition du butanol-2 et d'oxydation du propylène.

Son comportement catalytique dépend du choix des conditions expérimentales. Il peut conduire sélectivement, soit aux produits de l'oxydation ménagée (acroléine, butanone) soit à l'oxydation totale (CO₂). Dans le cas du phosphate Ag₂ScZr(P0₄)₃ plus riche en argent, il peut apparaître dans l'oxydation du propylène un régime périodique attribué à des processus rédox.

L'activité catalytique observée dans les deux réactions a été corrélée à la formation pendant la réaction, d’agrégats d'argent métallique résultants de la réduction des ions Ag+ contenus dans le phosphate. Cette réduction a été mise en évidence par la spectroscopie U.V-visible et les R.X. Elle s'accompagne d'une protonation du phosphate qui ne modifie pas notablement sa structure.

Abstract

The phosphate AgZr₂(PO₄)₃ was investigated in propylene oxidation and butan- 2-ol decomposition. Its activity was observed to depend on the presence of oxygen in reactants. This behaviour was related to the migration of Ag⁺ ions towards the surface and their reduction to metallic silver under reaction conditions. The phenomenon occured without any change in the crystallographic structure of the phosphate. Evidence for this reduction was provided by (i) XRD diffraction peaks corresponding to (111) and (200) metallic Ag° diffractions (ii) UV-visible spectroscopy with the appearance of conduction bands at 372 and 410 nm. It was also found that in the case of the phosphate Ag2ScZr(P04)3, richer in silver, a right choice of oxygen to propylene ratio [C₃H₆][O₂] gives rise to an oscillatory behaviour.