ETUDE DES PHENOMENES DE DIFFUSION DE PARAFFINES ET OLEFINES DANS DES ZEOLITHES X MODIFIEES PAR DES CATIONS POLYVALENTS

Abstract

L'application sans cesse croissante des zéolithes est due à leurs propriétés physicochimiques intrinsèques: une structure poreuse, régulière, générant un grand volume libre, une surface spécifique importante, des propriétés acides intéressantes à l'origine de leur activité, une sélectivité énergétique et dimensionnelle, conduisant à un phénomène de tamisage, d'où l'appellation de tamis moléculaires qui leur est généralement attribuée. Le choix de la zéolithe s‘explique par le fait que des zéolithes, présentant un rapport Si/Al aussi bas que celui de la NaX, ont une affinité nettement plus grande pour l‘introduction de cations polyvalents. Par ailleurs, l'introduction des ions Cr 3+ et/ou Ni2+ dans la zéolithe, par échange cationique, modifie fortement le comportement physico-chimique de ces solides. Dans le cadre de ce travail, nous nous sommes proposé d'étudier les propriétés adsorptives de zéolithes X modifiées par Cr3+ et/ou Ni2+ . Après un travail expérimental qui a permis de préparer une série d‘échantillons, à des taux équivalents, de les caractériser par différentes techniques (RX, MEB, ATD/ATG), nous avons examiné leur comportement vis-àvis de l‘adsorption de C3Hy à 298 et 323 K. C‘est ainsi que nous avons pu émettre des hypothèses quant au comportement de la phase adsorbée. Par la suite, grâce à la simulation par la méthode de MonteCarlo, nous avons confronté nos résultats expérimentaux aux deux températures avec ceux simulés. Le remplacement de Na+ par Ni2+ et/ou Cr3+, dans la zéolithe NaX, affecte profondément ses propriétés adsorptives. L‘adsorption d‘azote par Ni(40)X se produit essentiellement à l‘intérieur des micropores. En comparaison avec NaX, la quantité adsorbée par les échantillons échangés par Ni2+ est relativement plus faible. Cette légère perte de la capacité d‘adsorption, lors du remplacement de Na+ par les cations Ni2+, pourrait s‘expliquer par une dépopulation des sites cationiques répartis au sein de la supercage. L'échange du sodium par les ions Cr3+ conduit, à des taux moyens, à une importante perte de cristallinité alliée à une faible capacité d'adsorption d'azote. La comparaison entre l‘échange binaire et ternaire montre que l‘évolution des propriétés des CrNi(39)X converge vers celle des Cr(39)X. Ceci confirmerait à nouveau la sensibilité de la structure cristalline des CrNi(39)X vis-à-vis de l‘introduction de cations Cr3+ . Ce comportement s‘expliquerait par la forte affinité exercée par ces cations sur les oxygènes constituant la charpente zéolithique. Ces ions entourant les cations Cr3+ situés dans les sites de compensation de charges négatives, de sorte à conduire à un effondrement du cristal