VOCs and carbonaceous particles removal assisted by NOx on alkali0.15/ZrO2 and Csx–M0.1/ZrO2 catalysts (M = Cu or Co)

The effect of alkali metals on the physicochemical characteristics of zirconium oxide and the properties of alkali metals in the oxidation of toluene and/or carbonaceous particles and/or conversion of nitrogen oxides have been studied. We observed that they had an effect on the structural and textural properties of ZrO2. These solids were tested first in the oxidation of toluene and carbonaceous particles separately and secondly with both pollutants. Whatever the experiments, the sample Cs0.15/ZrO2 was found to be the catalyst the most active. The simultaneous removal of toluene and soot shows that the presence of toluene leads to a decrease in the temperature of the maximum soot oxidation rate, particularly with catalysts impregnated of Cs and Cu. The effect of the Cs/Co ratio on NOx conversion and toluene oxidation was also studied. It was found that the oxidizing properties of NOx can increase the conversion of toluene. This phenomenon occurs especially in the presence of catalysts with a low amount of alkali metal. For the oxidation of carbonaceous particles on the samples Cs/ZrO2 impregnated with transition metals, the best performance is obtained for copper, although a decrease of the ratio Cs/Cu leads to a slower oxidation and a shift to higher temperatures.

RésuméL’effet d’éléments alcalins sur les caractéristiques physicochimiques de l’oxyde de zirconium (ZrO2) et sur ses propriétés catalytiques en oxydation du toluène et/ou des particules carbonées et/ou la conversion des oxydes d’azote a été étudié. Nous avons pu observer qu’ils avaient un effet sur les propriétés structurales et texturales de ZrO2. Ces catalyseurs ont été testés dans l’oxydation du toluène et de particules carbonées; d’une part, de manière distincte et, d’autre part, en considérant conjointement deux réactifs. Ces expériences révèlent que l’échantillon Cs0.15/ZrO2 est le catalyseur le plus performant. L’élimination simultanée du toluène et de particules carbonées montre que la présence du toluène mène à diminuer la température de la vitesse d’oxydation maximale de la suie, particulièrement avec des catalyseurs imprégnés avec Cs et Cu. L’effet du rapport Cs/Co dans la conversion des NOx et l’oxydation du toluène a été étudié. Il a été trouvé que les propriétés oxydantes des NOx permettent d’augmenter la conversion du toluène. Ce phénomène est rencontré en présence des catalyseurs avec un rapport Cs/Co petit. Pour l’oxydation des particules carbonées sur les échantillons Cs/ZrO2 imprégnés avec les métaux de transition, nous avons observé que l’échantillon au cuivre avait la meilleure performance, bien que la diminution du rapport Cs/Cu provoque une oxydation moins rapide et un déplacement vers des températures plus élevées.