Simultaneous effect of carbon and water on NOx adsorption on a stabilized Pt–Ba/Al2O3 catalyst

• Published in: Comptes rendus. Chimie Vol. 17; no. 7-8; pp. 687 - 700
• Main Authors: Wu, Dongliang L., Tschamber, Valérie, Limousy, Lionel, Klein, Jennifer, Westermann, Alexandre, Azambre, Bruno, Fechete, Ioana, Garin, Francois
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Elsevier SAS 01.07.2014; Académie des sciences (Paris)
• Subjects: 4-way catalyst; Adsorption des NOx; Carbon–catalyst contact; Catalyseur 4 voies; Condensed Matter; Contact carbone–catalyseur; Désorption en température programmée; Influence de l’eau; Influence of water; Materials Science; NOx adsorption; Physics; Temperature-programmed desorption; 4-way catalyst; Carbon–catalyst contact; Catalyseur 4 voies; Contact carbone–catalyseur; NOx adsorption; Influence de l’eau; Désorption en température programmée; Temperature-programmed desorption; Adsorption des NOx; Influence of water; Carbon-catalyst contact
• ISSN: 1631-0748; 1878-1543; 1878-1543
• DOI: 10.1016/j.crci.2014.04.010

The influence of the presence of H2O on the contact between carbon, used as model soot, and a model four-way catalyst (1% Pt–10% BaO/Al2O3) was investigated. NOx adsorption/TPD cycles at 300°C together with XRD, XPS and DRIFTS characterizations showed that only surface nitrate species are destabilized by the carbon present in the catalytic bed, leading to a decrease of the NOx storage capacity and carbonate species formation. In another way, injection of water in the reactive gas flow decreases also the NOx storage capacity of the catalyst, but promotes the formation of stable nitrate species. A non-cumulative effect of carbon and water was observed. It was proposed that a competition between the destabilization, by carbon, of weakly bonded surface nitrate species and the enhancement of bulk nitrate species formation in the presence of water occurs. L’influence de la présence d’eau sur le contact entre une suie modèle (noir de carbone) et un catalyseur quatre voies (1 % Pt–10 % BaO/Al2O3) a été étudiée. La réalisation de cycles d’adsorption des NOx à 300°C suivie d’une TPD, ainsi que les caractérisations du catalyseur ou du mélange carbone–catalyseur par DRX, XPS et DRIFTS ont montré que les espèces nitrates de surface formées au cours de l’adsorption des NOx sont déstabilisées en présence de noir de carbone dans le lit catalytique. L’injection d’eau dans le flux gazeux, bien que conduisant globalement à une diminution de la capacité de stockage des NOx du catalyseur, promeut la formation des espèces nitrates de cœur, stables. Un non-cumul des effets inhibiteurs de la présence de l’eau et de celle du carbone a été observé. Ce résultat peut être expliqué par une compétition entre la déstabilisation, par le carbone, des espèces nitrates de surface, faiblement liées, et la formation des espèces nitrates de cœur à partir de ces mêmes espèces, favorisée en présence d’eau.