Étude texturale des catalyseurs par adsorption des gaz

I. — Mesure de l’aire totale et de l’aire métallique

Laboratoire de Chimie Générale, Faculté des Sciences de Lille, France.

Résumé

Un montage expérimental de mesure pondérale des gaz adsorbés sur les solides par la thermobalance a été étudié. Il a permis de mesurer l’aire totale des catalyseurs par la méthode BET avec certains avantages sur la méthode volumétrique classique.

On a aussi, en utilisant à la limite les possibilités de l’appareil, mesuré l’adsorption chimique de l’oxyde de carbone et l’hydrogène sur catalyseurs métalliques supportés et déterminé ainsi leur aire métallique.

Dans le cas du nickel-alumine, l’emploi de l’oxyde de carbone présente de graves inconvénients : au-dessus de 0°C, la formation de nickel-carbonyle est décelable, et au-dessus de 100°C, on note un dépôt de carbone sur le catalyseur. A — 196°C l’adsorption physique est considérable, et entre — 78 et 0°C la quantité de CO irréversiblement adsorbé (P = 10^–5 mm) varie, de sorte que la monocouche de Langmuir est mal définie.

Dans le cas du platine-alumine, par contre, les quantités de CO irréversiblement adsorbées sont les mêmes à — 78 et 0°C, et on peut les prendre comme mesure de la monocouche.

L’emploi de l’hydrogène, expérimentalement plus difficile à cause des faibles masses adsorbées, permet toutefois d’étendre ce palier d’adsorption de —196 à + 200°C.

Le calcul de l’aire métallique du platine supporté donne des résultats concordants quel que soit le gaz utilisé (CO ou H₂).

On trouve ainsi que l’aire spécifique du platine est voisine de 110 m²/g, ce qui, dans l’hypothèse de cristallites cubiques, correspond à une dimension moyenne de 25 Å, en bon accord avec d’autres mesures rapportées dans la littérature.