Nanostructured materials and heterogeneous catalysis: a succinct review regarding DeNox catalysis

Abstract

In this contribution, we would like to underline the peculiar chemical properties of nanometer scale metallic particles. To attain this goal, we select the case of DeNox catalysis (NOx reduction to nitrogen molecule) for which such nanomaterials play a crucial role. Experimental data as well as recent theoretical calculation through density functional theory are used to assess the relationship between the adsorption mode of NO and the behaviour of nanometre scale metallic particles. Les oxydes d’azote NOx issus des gaz d’échappement des moteurs Diesel participent à la détérioration de l’environnement, la moitié des émissions de NO leur étant imputable. Le monoxyde d’azote provient essentiellement des réactions chimiques entre l’azote de l’air et l’oxygène qui s’établissent à très haute température. Le défi consiste à réduire cette émission qui doit être sélective en azote (éviter la formation de N 2 O ou de NO 2 ). En ce qui concerne les catalyseurs mis en œuvre, on en distingue trois groupes : les oxydes de métaux, les métaux nobles et les zéolites. A partir de données expérimentales obtenues sur l’adsorption du NO sur des agrégats monométalliques, une relation entre les modes d’adsorption de cette molécule (adsorption moléculaire/chimisorption) et la réponse de l’agrégat métallique face à cette adsorption (croissance/dissociation) a été proposée. Les études théoriques basées sur la théorie de la fonctionnelle de la densité confortent cette relation. Cette contribution présente l’ensemble de ces résultats expérimentaux et théoriques et tache de montrer l’aspect prédictif d’une telle relation.