Oxidation of carbon black, propene and toluene on highly reducible Co/SBA-15 catalysts

Different cobalt loadings (3, 6, 12, 24 wt%) were impregnated using the double-solvent technique on SBA-15 calcined at 500 °C presenting a high specific surface area. The impregnated solids were stabilized at 450 °C in the air. The impregnation of cobalt led to the incorporation of cobalt oxide nanoparticles in the mesoporosity of the SBA-15. The cobalt nanoparticles were easily reducible compared to similar solids prepared by different methods. The presence of these nanoparticles enhanced significantly the reactivity of the catalysts in the considered reaction. The addition of more than 12 wt% of cobalt did not enhance the catalytic reactivity due to the deposition of cobalt oxide species on the surface of the support. The cobalt-impregnated solids are efficient in decreasing the oxidation temperature of different probe molecules and are totally selective towards the formation of CO2 and H2O.

RésuméDes catalyseurs à base de cobalt (3, 6, 12, 24 % en masse) supporté sur SBA-15 ont été préparés par la méthode à deux solvant. Les solides obtenus sont stabilisés thermiquement à 450 °C à l’air. La méthode de préparation conduit à l’incorporation de nanoparticules d’oxydes de cobalt à l’intérieur des mésopores du support. Ces oxydes de cobalt sont facilement réduits par rapport à des oxydes similaires obtenus par différentes méthodes de préparation. Leur présence améliore significativement la performance catalytique des solides dans les différentes réactions d’oxydation considérées. L’ajout d’une quantité supérieure à 12 % en masse de cobalt s’est avéré inefficace du fait de la déposition des oxydes de cobalt à l’extérieur des pores. Les catalyseurs à base de cobalt contribuent à la diminution de la température d’oxydation des différentes molécules sondes avec une sélectivité totale pour la formation du CO2 et de l’eau.