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CHAPITRE 1. LES ZEOLITHES : PRESENTATION, STRUCTURE, ET MODELISATIONtrois lettres pour désigner chaque « type de réseau » ou « topologie » connue pour cesmatériaux. On définit sous le terme de « topologie » la façon avec laquelle sont connectés lesatomes des tétraèdres du réseau les uns avec les autres dans la symétrie la plus élevée possibleindépendamment de la composition chimique. En d’autres termes, ce terme définit la taille etla forme des pores, la dimension des canaux dans le système, le volume et l’arrangement descages et le type de sites cationiques disponibles.Les codes attribués les plus connus sont : FAU pour les matériaux ayant la topologie de lafaujasite, e.g., les zéolithes X et Y, MOR pour la topologie de la mordenite, MFI pour lestopologies de la ZSM-5 et les silicates, LTA pour la zéolithe A, et AFI pour la topologie desalumino-phosphate AlPO 5- 4 . L’ajout de nouvelles structures dans l’Atlas des zéolithes doitêtre examiné et accepté par l’IZA.La variété des topologies de zéolithes et de leur composition chimique confère à ces dernièresune large variété de propriétés pour des applications dans l’échange ionique, l’adsorptionsélective et la séparation des mélanges gazeux ainsi qu’en catalyse. Tout cela contribue à fairedes zéolithes des matériaux très répandus dans le monde industriel.I.4. CaractérisationAfin de pouvoir établir des relations entre les propriétés chimiques etphysicochimiques des zéolithes d’un coté et leurs propriétés catalytiques et de sorption del’autre, il s’est avéré crucial d’avoir des informations sur les caractéristiques structurales, etchimiques de ces matériaux. De telles relations sont d’une très grande importance parcequ’elles permettent un développement bien contrôlé de nouveaux adsorbants, catalyseurs etmatériaux.Différentes techniques de caractérisation existent, chacune d’elles fournissant desinformations sur des aspects particuliers du matériau étudié. Le plus souvent, il est nécessairede coupler les techniques d’analyse afin d’avoir une description la plus précise possible de lazéolithe. En générale, la caractérisation des zéolithes donne des informations sur : (i) lastructure et la morphologie, (ii) la composition chimique, (iii) la capacité à adsorber et retenirdes molécules et (iv) la capacité à convertir chimiquement ses molécules. Dans le tableau cidessusj’ai regroupé les différentes techniques connues, et les informations qu’on peut tirer dechacune d’elles.20
CHAPITRE 1. LES ZEOLITHES : PRESENTATION, STRUCTURE, ET MODELISATIONTechnique Symbole Structure Taille des pores CompositionchimiqueMicroscopieélectroniqueRésonnanceMagnétiqueNucléaireSorption demolécules sondesHRTEMSEMEDXx x xGroupesfonctionnelsRMN x x xxxThermogravimétrie,differantialscanningcalorimetryDésorption àtempératureprogramméeSpectroscopievibrationnelleTGA/ DSC x x xDTP x xx x x xSpectroscopied’adsorption derayons XSAXxxDiffraction derayons XDRX x xDiffraction deDNxneutronTableau 1. Différentes techniques de caractérisation des zéolithes, et les informations qu’on peut retirer dechacune d’elles. La croix signifie que l’information est accessible.II. LA ZEOLITHE DE TYPE FAUJASITE (FAU)Au cours de cette thèse, notre étude a été concentrée sur l’étude de la zéolithe de typefaujasite dont la description est détaillée ci-dessous.Le nom de faujasite dérive du celui d’un géologue et vulcanologue français:Barthelemy Faujas de Saint Fond (1741-1819). La faujasite est un alumino-silicatenanoporeux de maille cubique Fd3m (Figure 2). Deux familles principales de faujasiteexistent, la « X » et la « Y » qui diffèrent entre elles par leur nombre d’atomes d’aluminium,ou, en terme plus courant, par leur rapport Si/Al. Dans la 1 ère famille le rapport est comprisentre 1 et 1.5, alors que dans la 2 ème il passe au delà de 1.5. On parle parfois d’une famillenommée LSX quand le rapport est très proche de 1.La structure de la faujasite est caractérisée par deux types d’unités secondaires (Figure 2): lesprismes hexagonaux et les cages sodalites dont la connexion particulière aboutit à la21
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CONCLUSION GENERALEDifférents aspe
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