Etude de la réponse de capteurs de gaz à base d'oxyde d'étain en présence d'oxydes d'azote (NOx). Modélisation des interactions NOx-SnO2
Résumé
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Pour chercher à mieux résoudre les problèmes de sélectivité des capteurs à base d'oxyde d'étain vis-à- vis des oxydes d'azote (NOx), trois points ont été étudiés : - Approfondir les connaissances des propriétés des oxydes d'azote que les capteurs sont amenés à détecter : pour cela une étude expérimentale et théorique des gaz présents dans nos conditions opératoires (aspect thermodynamique) et de leurs vitesses de transformation (aspect cinétique) est effectuée. - Comprendre les interactions NOx-SnO2 à l'origine de la variation de conductance des capteurs : des études de la conversion des NOx à la surface du dioxyde d'étain à l'aide d'un réacteur différentiel permettent de préciser le mécanisme réactionnel de la réaction 2 NO + O2 = 2 NO2. La caractérisation des espèces adsorbées met en évidence l'adsorption de NO2 en grande quantité sous la forme nitrate ainsi que le rôle clef de ces espèces dans le mécanisme catalytique. Suite à cette étude, une modélisation des variations de conductance d'un capteur à base de SnO2 sous NO, NO2 et O2 est proposée. - Optimiser les propriétés des capteurs de gaz : apres avoir mis en évidence la forte influence sur la sensibilité du capteur de l'association électrodes-SnO2, une étude sur les effets de la géométrie des électrodes est effectuée. Aucune amélioration majeure de la sensibilité n'est constatée. Afin de résoudre les problèmes de sélectivité des capteurs vis à vis des NOx l'ajout de MoO3 avec SnO2 est envisagée. Cette ajout permet d'améliorer fortement la sensibilité au monoxyde de carbone et au monoxyde d'azote à 450°C. Il ne résout cependant pas les problèmes de sélectivité. De cette étude l'élaboration d'un capteur NOx total capable de mesurer la somme des teneurs en NO et NO2 est envisagée.