Développement de catalyseurs à base d'oxyde de molybdène ou de vanadium supporté sur silice pour l'oxydation ménagée du méthane en formaldéhyde.

The most promising silica supported molybdenum or vanadium oxide type catalysts have been studied and developed within the perspective of an industrial application for the direct synthesis of formaldehyde by partial oxidation of methane. An economic study has enabled an evaluation of the catalytic performances needed to obtain a competitive process in comparison with the actual three-step process of formaldehyde production.Catalysts have been prepared and tested and different ways to enhance their catalytic performances investigated. Several techniques (Raman, IR and XANES spectroscopies, TPR, ESR...) have been used to determine the structure of the catalysts and the nature of the catalytic sites. A reaction mechanism has been suggested for the VOx/SiO2 catalyst, in which methane activates on O- ions resulting from a charge transfer with vanadium.Deux types de catalyseurs à base d'oxyde de molybdène ou de vanadium supporté sur silice, actuellement les plus performants en oxydation sélective du méthane en formaldéhyde, ont été étudiés et développés dans l'optique d'une application industrielle. Une évaluation économique a permis de déterminer les performances catalytiques à atteindre pour que ce procédé de conversion directe devienne économiquement attractif par rapport au procédé industriel actuel de production du formaldéhyde en trois étapes. Les catalyseurs ont été préparés et testés. Plusieurs voies d'amélioration de leurs performances catalytiques ont été étudiées. Différentes techniques (TRP, RPE, spectroscopies Raman, IR, XANES ...) et une étude spectroscopique en conditions operando ont été mises en œuvre pour caractériser la structure du catalyseur et la nature des sites catalytiques. Un mécanisme réactionnel a été proposé pour le catalyseur VOx/SiO2, faisant intervenir des espèces vanadium avec une activation du méthane sur des ions O- résultant d'un transfert électronique avec le vanadium