Rev. Phys. Appl. (Paris) 15, 1261-1265 (1980)
DOI: 10.1051/rphysap:019800015070126100

Processus catalytiques dans un réacteur à plasma hors d'équilibre II. Fixation de l'azote dans le système N2-O2

D. Rapakoulias, S. Cavadias et J. Amouroux

Laboratoire de Génie Chimique, E.N.S.C.P., 11, rue P.et-M.-Curie, 75231 Paris Cedex 05, France

Abstract
We studied heterogeneous catalytic effects by depositing transition metals oxydes (WO3, MoO3) on reactors wall. A strong catalytic effects was observed : Nitrogen fixation atteint 19 %, instead of 8 % without catalyst. Analysis of experimental results showed chemisorption of vibrationnally excited molecular N2 followed by surface reaction with mobile oxygen of the catalyst being the ratedetermining step of the catalytic process. The non-equilibrium in the plasma accelerats this catalytic mecanism in comparison with thermal systems.

Résumé
Nous avons étudié la catalyse hétérogène en déposant des oxydes métalliques (MoO3, WO3) sur la paroi du réacteur. Un important effet catalytique a été observé : le taux de fixation passe de 8 % à 19 %. L'étape clé du processus est la chimisorption de l'azote vibrationnellement excité, suivie par la réaction avec l'oxygène mobile du catalyseur. La nature hors d'équilibre du plasma permet d'accélérer ce processus catalytique par rapport aux systèmes thermiques.

PACS
6810J - Fluid kinetics evaporation, adsorption, condensation, catalysis, etc..
6845D - Adsorption and desorption kinetics: evaporation and condensation.
8220M - Nonequilibrium chemical kinetics.
8230E - Molecule molecule reactions.
8265J - Heterogeneous catalysis at surfaces and other surface reactions.
8265M - Sorption and accommodation coefficients surface chemistry.

Key words
catalysis -- chemisorption -- molecule molecule reactions -- nitrogen -- oxygen -- reaction kinetics -- WO sub 3 -- MoO sub 3 -- surface reaction -- N sub 2 fixation -- catalytic processes -- N sub 2 +O sub 2 -- molecular excitation -- reaction rate determining step -- nonequilibrium plasma chemical reactors -- heterogeneous catalysis -- vibrational excitation