Thèse - Université de Bourgogne

2.1 Généralités sur les zéolithes
Chapitre 2
Les zéolithes de topologie MFI
En 1756, le minéraliste Suédois Axel Frederik Cronstedt a fait la découverte de la stilbite
minérale. Il observa que lorsque ce matériau était chauffé, il dégageait de la vapeur d’eau. De
ce fait, il désigna ce minéral par le terme "zéolithe" qui provient de deux mots grecs, zeo :
bouillir et lithos : pierre. Désormais, ce terme désigne tous les aluminosilicates hydratés de
formule générale :
[ ]mH 2O (2.1)
n + "
Mx / n (AlO2) x(SiO)y
où M est un cation compensateur de charges. La structure des zéolithes est basée sur un
agencement tridimensionnel de tétraèdres TO4 reliés entre eux par la mise en commun d'un
!
atome d'oxygène (Figure 2.1). T désigne un atome d'aluminium ou un atome de silicium.
Dans certains cas, le silicium peut être substitué par d’autres éléments tels que le bore [1], le
titane [2, 3], le gallium [4] ou le fer [5] afin de modifier la réactivité du matériau.
L'assemblage de ces tétraèdres dans les trois dimensions de l'espace génère une microporosité
qui confère à ce type de matériau des propriétés intéressantes dans le domaine de l'adsorption.
O
Si ou Al
Figure 2.1 : Assemblage des tétraèdres SiO4 et AlO4.
Les charges négatives induites dans le réseau par la présence des groupements AlO4 sont
compensées par des cations compensateurs de charges M, qui assurent l’électroneutralité de la
charpente zéolithique. Les cations compensateurs sont souvent des métaux alcalins ou
alcalino-terreux.
Des essais de synthèse de zéolithes ont été envisagés dès 1862 mais ce n’est qu'à partir de
1956 [6] qu’ont pu être préparées les premières zéolithes synthétiques. Actuellement, la
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