Structure et réductibilité de pérovskites La-Co-Fe (Application à la synthèse Fischer-Tropsch)

La synthèse Fischer-Tropsch est une voie de valorisation du gaz naturel particulièrement intéressante. Après reformage du gaz naturel en gaz de synthèse (CO +H2) ce procédé permet d'obtenir, sur des catalyseurs à base de cobalt et/ou de fer métallique, des hydrocarbures exempts de soufre. Dans ce travail, Fe et Co ont été intégrés dans une structure cristalline de type pérovskite (ABO3) connue pour sa malléabilité. La série LaCoxFe(1-x)O3 a été préparée par une méthode pseudo sol-gel. En fonction de la teneur en cobalt x, les pérovskites cristallisent dans le système orthorhombique si x<0,5 ou dans le système rhomboédrique si xđ0,5. L'étude du processus de réduction de ces matériaux a montré que leur réduction partielle est possible et que seules les pérovskites orthorhombiques permettent d'obtenir des particules de Co0. L'oxyde partiellement réduit conserve après le traitement réducteur sa structure cristalline originelle. La quantité de métal extractible peut être augmentée soit en diminuant la température de calcination de l'oxyde brut, soit en introduisant, lors de la synthèse, une déficience en lanthane afin de générer des défauts dans le réseau cristallin. L'étude par DRX et spectroscopie Mössbauer de la série déficiente en lanthane La(1-y)Co0,4Fe0,6O3-d a révélé l'existence d'un phénomène " noyau-coquille ". L'excès de cations B de la pérovskite est rejeté sous forme de petits noyaux de g-Fe2O3 (cubique) sur lesquels cristallise par épitaxie une phase pérovskite cubique non déficiente en La et riche en Co. La réduction partielle à 450ʿC de ces nano-composites génère une phase alliage (Co-Fe)0 dont le fer provient de la réduction des noyaux de g-Fe2O3. Au cours du traitement réducteur, la phase pérovskite s'enrichit en fer.La réactivité catalytique de ces oxydes partiellement réduits a été étudiée sous flux et sous pression. Les catalyseurs sont très sélectifs pour la formation d'oléfines légères, ont une durée de vie remarquable et produisent très peu de CO2.The FTS is one of the most interesting way to valorize the natural gas. After reforming the natural gas toward syngas (CO+H2), this process leads to the obtainment of sulfur-free hydrocarbons catalyzed by Coʿ and/or Feʿ. In this work, both Co and Fe have been integrated in a perovskite-type structure well known for its flexibility.LaCoxFe1-xO3 series was prepared by a sol-gel like method. Depending on the Co content x, perovskites crystallize either in the orthorhombic system if x