Zalfa NOUR Modélisation de l'adsorption des molécules à fort ...

CHAPITRE 5. MODELISATION DFT DE L’ADSORPTION DU MONOXYDE DE CARBONEDANS LA FAUJASITE ‘Y’ ECHANGEE PAR DES CATIONS CuI ET ALCALINS : ETUDESTRUCTURALE, ENERGETIQUE ET CALCULS DE LA FREQUENCE νCOoccupés. 23-25 D’autre part, notre hypothèse peut se renforcer par les résultats de nombreusesétudes précédentes montrant que l’adsorption de molécules dans cette zéolithe, telles queCO 2 , H 2 O, des alcanes, peut induire des réarrangements de la position des cations, et doncl’occupation de ces sites. 26-30 Au-delà, considérer dans cette étude l’adsorption de CO dansune faujasite Y dans laquelle des sites III’ sont occupés permet une investigation d’un modèlesimple en vue d’une étude de l’adsorption dans la faujasite X dans laquelle tous ces sitesseront occupés.II. METHODOLOGIEII.1. ModèlesLes deux approches clusters et périodiques ont été utilisées au cours de nos calculs.Dans ce qui suit une description des modèles utilisés pour chaque approche est détaillée.II.1.1. Modèles clustersUn grand cluster, nommé Y 42T Na, contenant 42T (T réfère aux tétraèdres SiO 4 ou AlO -4) et ayant la formule Na 12 H 24 O 84 Si 30 Al 12 a été coupé à partir d’une structure périodique d’uneNaY utilisée auparavant par Berthomieu et al. 16, 31, 32 et ayant un rapport Si/Al = 2.5. Lesliaisons pendantes du cluster ont été saturées par des atomes d’hydrogène. A partir de cemodèle, quatre autres modèles ont été construits en substituant certains cations Na + pard’autres cations monovalents (Cu I , Li + , K + ) ou des protons, et/ou en changeant le rapportSi/Al, et ceci de la façon suivante :(i) Le modèle Y 42T Cu,Na, de formule CuNa 11 H 24 O 84 Si 30 Al 12 et de rapport Si/Al = 2.5,a été préparé en substituant un cation de Na + en site II par un cation de Cu I .(ii) Le modèle Y 42T Cu,K de formule CuKNa 10 H 24 O 84 Si 30 Al 12 et de rapport Si/Al =2.5, a été préparé à partir du modèle Y 42T Cu,Na, en substituant un cation de Na + en site III’ auvoisinage du cation Cu I par un cation de K + .(iii) Le modèle Y 42T Cu,Li de formule CuLiNa 10 H 24 O 84 Si 30 Al 12 et de rapport Si/Al =2.5, a été préparé à partir du modèle Y 42T Cu,Na, en substituant le même cation de Na + en siteIII’ par un cation de Li + .(iv) Le modèle Y 42T Cu,H de formule CuH 25 O 84 Si 40 Al 2 et de rapport Si/Al = 20, a étépréparé à partir du modèle Y 42T Cu,Na, en substituant tous les atomes d’Al par du Si, à part les140