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

CHAPITRE 6. EVALUATION DES PROPRIETES D’ADSORPTION DES FAUJASITES NaX etNaY VIS-A-VIS DU CO : SIMULATIONS MONTE CARLO DANS L’ENSEMBLE GRANDCANONIQUELa suite de ce chapitre va être organisée de la façon suivante: dans une première étape,je vais aborder les modèles microscopiques que nous avons choisis pour représenter lesfaujasites échangées au sodium et la molécule du CO au cours des simulations GCMC. Jedétaillerai ensuite comment a été réalisée la paramétrisation des champs de forces à l’aide desméthodes de calculs DFT pour décrire l’interaction Na + /CO (Na + SII/CO et Na + SIII’/CO), et jedécrirai les champs de force utilisés pour représenter les autres interactions au sein du solide.Une étape de validation des modèles clusters utilisés dans les calculs DFT, basée sur unecomparaison des paramètres géométriques et énergétiques calculés sur ces clusters avec lesdonnées de la littérature sera par la suite abordée. Elle sera suivie par une étape de validationdes champs de forces que nous venons de paramétrer, qui sera effectuée cette fois aussi grâceà une comparaison entre les fonctions de distribution radiale et les enthalpies d’adsorption deCO simulés à faible taux de recouvrement et des données de la littérature. Une fois cette étapefranchie, je décrirai les résultats des simulations GCMC pour les deux types de faujasites, toutd’abord pour le cas des cations fixes, puis pour les cations mobiles.II. MODELES MICROSCOPIQUES UTILISES POURREPRESENTER LES FAUJSITES ET LE MONOXYDE DECARBONEII.1. Modèles des faujasites X et Y échangées au sodiumPour représenter les structures cristallines des deux faujasites (X et Y), le modèle« explicite » a été adopté (revoir paragraphe III du chapitre 1). La composition chimique :Si 192-x Al x Na x O 384 a été considérée, avec x égal respectivement à 92 et 56 pour NaX et NaY,conduisant aux rapports Si/Al de 1.1 et de 2.4. La distribution des cations extra-réseau dansles différents sites cristallographiques a été modélisée de la même façon que celle déjà décritepar Maurin et al. 7 . Ainsi pour la NaY, les cations de sodium ont été distribués suivant lamême répartition élucidée par Fitch et al. 15 à partir de mesures de diffractions de neutrons, etceci de la façon suivante : 6 cations en site I, 18 en site I’, et 32 en site II. En revanche, pourla NaX, nous avons utilisé la distribution rapporté par Zhu et al. 16 qui, à partir desinformation de diffractions des rayons X, localise 32 Na + en site I', 32 en site II, et 28 en siteIII'. Ces deux structures ont été ensuite minimisées avec le code GULP 17 en utilisant le champ202