Reactivity of various Ru/CeO2 catalysts during ozonation of succinic acid aqueous solutions

Abstract

Ozonation of aqueous solutions of succinic acid ([SA]₀=1 mM) was studied in the presence of ruthenium (2%) deposited on cerium dioxide catalysts. The influence of ruthenium, of the catalyst preparation mode (impregnation or exchange), of the support pretreatment, of the surface area and of the final treatment of the catalyst (by calcination or reduction) has been examined. Under our experimental conditions, the acid was not removed by ozone alone and its adsorption on the catalytic material was limited (<120 μmol L⁻¹). The presence of ruthenium was necessary for the observation of a catalytic activity of the cerium dioxide material. The best activity and mineralization are observed for the catalysts prepared by impregnation. Among the exchanged catalysts, the preparation using a basic exchange induces only a weak activity. Pretreatment of the support does not influence the catalytic properties whereas after Ru deposit, a final treatment by reduction is preferable to calcination. Such catalysts could be optimized in the future for their use in the field of wastewater depollution or even drinking water treatment.

Réactivité de divers systèmes catalytiques Ru/CeO₂ lors de la réaction d'ozonation de l'acide succinique en milieu aqueux. L'ozonation de solutions aqueuses d'acide succinique ([AS]₀=1 mM) a été étudiée en présence de catalyseurs constitués de 2% de ruthénium déposé sur du dioxyde de cérium. L'influence du métal, de son mode de dépôt (imprégnation ou échange), d'un prétraitement du support, de sa surface spécifique ainsi que d'un traitement final du catalyseur (par calcination ou réduction) ont été éxaminée. Dans des conditions où l'action de l'ozone seul conduit à une faible élimination de l'acide et où son adsorption sur le matériau est limitée (<120 μmol L⁻¹), il ressort que la présence de ruthénium sur le support est nécessaire pour obtenir un effet catalytique. Les catalyseurs préparés par imprégnation présentent une activité et conduisent à une minéralisation plus importante que les catalyseurs préparés par échange acide ou basique; ce dernier mode de préparation ne présentant qu'une faible efficacité. Si un prétraitement du support ne semble pas avoir d'influence sur les propriétés catalytiques, un traitement final par réduction est préférable à une calcination.