EXAFS characterization of Pt, Ir and Pt-Ir on gamma alumina catalysts prepared with new precursors : influence of the nature of the precursor and of the acidic pretreatment of the support

¹ Faculté des Sciences, Université Mohammed I, Oujda, Maroc ;
² Catalyse en Chimie Organique, Université de Poitiers, 86022 Poitiers, France ;
³ LURE, Bât. 209D, Université Paris-Sud, 91405 Orsay, France.

Abstract

The use of K₂PtCl₆ or (NH₄)₃ IrCl₆ as precursors instead of H₂PtCl₆ or H₂IrCl₆ allows us to study the influence of the acidic pretreatment of the alumina on the aqueous impregnation reaction. In the case of Pt/Al₂O₃ catalysts, the maximum of adsorption is reached after a neutral or weakly acidic pretreatment, whereas a more acidic one is needed for the adsorption of iridium. The determination by EXAFS of the local environment of the adsorbed metal after filtration and drying leads to the following adsorption schemes where ads_n means adsorption over n sites and ads H⁺ adsorption neutralized by H⁺:

[math]

The difference between the two precursors can be explained by the non saturation of the adsorption sites in the case of platinum. For the iridium-based catalysts, taking into account the EXAFS analysis, it has been possible to estimate the number of the alumina adsorption sites about 400 µmol. g^-1.

Bimetallic Pt-Ir/Al₂O₃ reforming catalysts were then prepared from two new bimetallic compounds by formation of the precursor in the porosity of the support : [Ir(NH₃)₅Cl] [PtCl₄] and [Pt (NH₃)₄]₃ [Ir(Cl)₆]₂. The EXAFS study at the iridium absorption edge shows : (i) the same iridium coordination after the calcination step for both precursors : Ir Cl₁ O_6.5 ; (ii) the absence of Ir-metal bonds after the reduction step and air handling of the sample, just as (iii) a lowering of the number of oxygen atoms bonded to iridium.

Résumé

L’utilisation de K₂PtCl₆ ou de (NH₄)₃IrCl₆ à la place des précurseurs traditionnels H₂PtCl₆ ou H₂IrCl₆, a permis d’étudier l’influence d’un prétraitement acide du support sur la réaction d’imprégnation en solution aqueuse. Dans le cas des catalyseurs Pt/Al₂O₃, le maximum d’adsorption est obtenu après un prétraitement neutre ou faiblement acide, alors que l’adsorption d’iridium nécessite un prétraitement plus acide. Sur des échantillons filtrés et séchés, la détermination de l’environnement local du métal adsorbé conduit aux bilans d’adsorption suivants (ads_n = adsorption sur n sites, ads H₊ = adsorption neutralisée par H⁺) :

[math]

La différence entre les deux complexes précurseurs peut être expliquée par la non saturation des sites d’adsorption dans le cas du platine. Pour les catalyseurs Ir/Al₂O₃ correspondant à la saturation, le nombre de sites d’adsorption de l’alumine a pu être estimé à environ 400 µmol.g^-1.

Des catalyseurs bimétalliques de reformage Pt-Ir/Al₂O₃ ont dans le même esprit été préparés à partir de deux nouveaux précurseurs bimétalliques formés dans la porosité du support : [Ir(NH₃)₅Cl] [PtCl₄] et [Pt (NH₃)₄]₃ [Ir(Cl)₆]₂. L’étude EXAFS au seuil de l’iridium montre : (i) le même environnement de l’iridium après l’étape de calcination pour les deux précurseurs : Ir Cl₁ O_6.5 ; (ii) l’absence de liaisons Ir-métal après réduction et remise à l’air de l’échantillon, ainsi que (iii) une diminution du nombre d’atomes d’oxygène liés à l’iridium.