XRD, XPS and XANES characterizations of tungsten oxide supported on α-alumina catalysts

Résumé
Dans ce travail nous avons mené une étude de caractérisation par XPS, XRD et XANES de systèmes WO_x/α-Al₂O₃. Deux catalyseurs de teneur en oxyde de tungstène WO₃ différente (6.7%wt et 38.8%wt) ont été étudiés. Ces systèmes ont été testés en réactivité du 2-méthyl-pentane et du 4-méthyl-1-pentène. Le catalyseur constitué d'un équivalent monocouche d'oxyde de tungstène WO₃ (6.7%wt) se révèle très sélectif pour les réactions d'isomérisation de squelette des hydrocarbures insaturés et remarquablement stable sous hydrogène. Ces propriétés sont attribuées à la présence en surface d'espèces tungstates amorphes, formées d'entités WO₄ et WO₅, en interaction avec le support. Lorsque la concentration en oxyde de tungstène est plus importante (38.8%wt), une phase WO₃ parfaitement cristallisée se forme au dessus de la monocouche en interaction avec le support. Un tel catalyseur présente alors des propriétés catalytiques similaires à celles observées à partir d'une poudre massique de WO₃.

Abstract
In this work we investigated the characterization by XPS, XRD and XANES of WO_x/α-Al₂O₃ systems. Two catalysts of different tungsten oxide (WO₃) loadings (6.7%wt and 38.8%wt) were studied. The reactivities of the 2-methylpentane and the 4-methyl-1-pentene were tested on these systems. The catalyst with a coverage approaching one monolayer (6.7wt%) exhibits a high and very stable activity and skeletal isomerization selectivity under a hydrogen Stream. These catalytic properties have been attributed to the presence of amorphous tungsten oxide species, composed of WO₅ and WO₄ groups, in interaction with the support. At higher tungsten oxide coverage (38.8wt%), WO₃ crystallites growth on top of the tungsten oxide monolayer. The reduction mechanism and the catalytic properties are then similar to those of a buik WO₃ reference catalyst.