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

CHAPITRE 1. LES ZEOLITHES : PRESENTATION, STRUCTURE, ET MODELISATIONEn 1862, St. Clair Deville 5 établit la première synthèse hydrothermale de la zéolithe : lalevynite. En 1896, Friedel 6 développa l’idée que la structure des zéolithes déshydratées estconstituée de sous structures ouvertes après avoir vu que de nombreux liquides commel’alcool, le benzène, et le chloroforme peuvent y être enfermés. En 1930, les premièresstructures de zéolithes furent déterminées par Taylor 7 et Pauling 8, 9 . Au milieu des années1930, on commença à trouver des ouvrages qui décrivent les procédures d’échanges d’ions,les propriétés d’adsorption, de tamisage moléculaire, et les propriétés structurales de zéolithesminérales naturelles et synthétiques. Pendant cette période et jusqu’aux années quarante,Barrer commença un travail innovant sur l’adsorption et la synthèse de zéolithes. Il établit en1945 10 la première classification fondée sur la taille moléculaire des zéolithes connues àl’époque et présenta en 1948 11 la première synthèse de zéolithes y compris la synthèse d’unemordenite analogue de la naturelle. En 1950, au laboratoire de l’entreprise Union Carbide, Dr.Robert M. Milton synthétisa la faujasite X de manière reproductible avec une grande pureté.Une année après, Dr. Donald W. Breck rejoignit le groupe de Milton et synthétisa, en 1954, lafaujasite Y 12 . En 1959, l’Union Carbide commercialisa la zéolithe HY comme catalyseurpour l’isomérisation des paraffines 12, 13 .I.2. GénéralitésLes zéolithes sont des matériaux cristallins de structure complexe tridimensionnelle. Ils’agit le plus souvent d’alumino-silicates constitués d’enchainements de tétraèdres TO 4 (où Test un atome de silicium ou d’aluminium) qui constituent les unités structurales primaires duréseau cristallin. Ces derniers se connectent entre eux par les atomes d’O en respectant larègle de Loewenstein 14 , qui exclue la formation de liaison entre deux tétraèdres AlO 4adjacents, pour aboutir à la formation d’« unités secondaires de construction » tels que lescubes, les prismes hexagonaux, les cuboctaèdres, les cages, etc. La connexion de ces unitésdonne naissance à des canaux de dimensions bien régulières. La structure finale de la zéolitheest le résultat de l’assemblage des unités secondaires (Figure 1).18