Surface characterization of NiCu/SiO₂ catalysts by H ₂/D₂ isotopic equilibration

¹ Laboratoire de matériaux et de catalyse (LMC), avenue Larbi Ben M'Hidi 22000 Sidi-Bel-Abbes, Algérie.
² Laboratoire de catalyse en chimie organique (LACCO), LIRA CNRS 350 et université de Poitiers, 40, avenue du Recteur Pineau, 86022 Poitiers cedex, France.
³ institut de recherche sur la catalyse (IRC), CNRS, 2, avenue A-Einstein, 69626 Villeurbanne cedex, France.

Abstract

A series of NiCu/SiO₂ bimetallic catalysts, pre-reduced at 650°C, was characterized by H₂/D₂ equilibration. The surface composition can be determined by measuring the rates of equilibration at 100 and at 350°C. At 100°C, copper is inactive and the rate of equilibration gives the nickel surface area. At 350°C, there is a contribution of the two metals to the equilibration, which allows to estimate the copper surface area and the surface composition. The results are compared to those obtained by complementary techniques : magnetism, H₂ chemisorption and N₂O decomposition. The catalysts are homogeneous, Ni and Cu forming alloy particles whose surface composition is very close to that of the bulk.

Résumé

Une série de catalyseurs NiCu/SiO₂ a été caractérisée par équilibrage isotopique H₂/D₂ entre 100 et 350°C. La composition superficielle des particules métalliques peut être déterminée en mesurant la vitesse d'équilibrage à 100 et 350°C. Le cuivre est inactif à 100°C et la vitesse d'équilibrage donne directement l'aire du nickel. A -350°C, les deux métaux sont actifs ce qui permet de calculer l'aire du cuivre et d'en déduire la composition de surface. Les résultats sont comparés à ceux obtenus par des techniques complémentaires : magnétisme, chimisorption de H₂ et décomposition de N₂O.Les catalyseurs sont homogènes, Ni et Cu formant des particules d'alliage de même composition superficielle que la composition massique.