Preparation and characterization of Pd-Pt/Al₂O₃ catalysts

LACCO, unité de recherche associée au CNRS, DO 350, université de Poitiers, 40, av du Recteur-Pineau, 86022 Poitiers cedex, France.

Abstract

Bimetallic Pd-Pt/Al₂O₃ catalysts were prepared by controlled surface reactions. The reduction of PtCl₆^2- can be made by using as reductant hydrogen preadsorbed on a parent monometallic Pd/Al₂O₃ catalyst (refilling), or metallic palladium itself (direct redox reaction). Two precursors (Pd(NH₃)₄ Cl₂ and Pd(Acac)₂) were used to prepare the (1 wt % Pd) parent catalyst. The platinum loading is within the range 0.13-0.14 wt %. The characterization of the catalysts was made by hydrogen chemisorption, infrared spectroscopy of adsorbed CO (as probe molecule) and E.X.A.F.S. The two preparation methods lead to different kind of platinum deposit, whatever the palladium parent catalyst. By using preadsorbed hydrogen, platinum can be deposited in decoration on low coordination sites (comers, edges,...) of palladium particles. By direct redox reaction, the deposit of platinum atoms occurs preferentially on the (111) faces of palladium particles. However some sintering can occur, especially during hydrogen treatment in aqueous medium. That sintering is enhanced by chloride ions.

Résumé

Des catalyseurs Pd-Pt/Al₂O₃ ont été préparés par réactions de surface controlées. La réduction des ions PtCl₆^2- peut se faire en utilisant comme réducteur l’hydrogène préadsorbé sur un catalyseur monométallique parent Pd/Al₂O₃ (recharge), ou le palladium métallique lui-même (réaction rédox directe). Deux précurseurs (Pd(NH₃)₄Cl₂ and Pd(Acac)₂) ont été utilisés pour préparer le catalyseur parent 1% Pd/Al₂O₃. La charge en platine est de l’ordre de 0,13-0,14%. La caractérisation des catalyseurs a été faite par chimisorption d’hydrogène, spectroscopie infrarouge d’adsorption de CO (comme molécule sonde) et E.X.A.F.S. Les deux méthodes de préparation mènent à différents dépôts du platine, quel que soit le catalyseur parent. En utilisant de l’hydrogène préadsorbé, le platine peut se déposer en décoration sur les sites de faible coordination (coins, arêtes,...) des particules de palladium. Par réaction rédox direeacte, le dépôt des atomes de platine a lieu préférentiellement sur les plans (111) des particules de palladium. Toutefois un phénomène de frittage peut être observé, spécialement pendant le traitement sous hydrogène en milieu aqueux. Ce frittage est exalté par la présence d’ions chlorures.