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 GRANDCANONIQUE Choix de la base appropriéeUne optimisation du modèle A, en absence et en présence de CO a été réalisée avec lestrois jeux de bases mentionnés ci-dessus. L’interaction du CO via ses deux extrémités avec lecation Na + a été considérée afin de sonder les deux interactions Na + -C(CO) et Na + -O(CO) qui20-25, 27-ont été mises en évidence précédemment à la fois expérimentalement et théoriquement.33 .Comme le montre le Tableau 5, en absence de CO, les distances entre le cationsodium et les deux atomes d’oxygène de la fenêtre 6T (O2 et O4) cristallographiquementdifférents étaient très similaires quelque soit la base utilisée, et en bon accord avec lesdonnées expérimentales. Après adsorption de CO, on observe pour toutes les bases, laformation d’un complexe quasi-linéaire (angles Na-C-O ou Na-O-C variant entre 168 et 175°comme indiqué dans le Tableau 5), en accord avec les résultats expérimentaux antérieurs deHadjiivanov et al. 26, 27, 54, 55 Par ailleurs, cette adsorption s’accompagne d’une variation deslongueurs de certaines des distances Na-O z dont l’amplitude dépend de la base. Cependant,les valeurs moyennes des différentes distances Na-O z calculées à partir des trois bases(valeurs de Moyenne Na-O2 et Moyenne Na-O4 dans le Tableau 5) sont très similaires. Deplus, les distances Na-C (CO) ou Na-O (CO) , selon l’atome avec lequel interagit CO, varient trèspeu d’une base à l’autre, même si on peut observer que les distances caractéristiques sont pluscourtes lorsqu’on emploie la base BS1. On peut donc constater que les caractéristiquesstructurales trouvées pour le cluster A en employant les trois bases, en présence ou en absencedu CO, sont très similaires. Ces observations valident d’une part le choix de notre cluster maisrendent arbitraire, d’autre part, la sélection de la meilleure base en se référant uniquement aucritère géométrique. Nous avons alors exploré le critère énergétique. Les énergiesd’interaction et les enthalpies d’adsorption de CO avec le cluster A ont été calculées pour lestrois bases (Tableau 5). On peut remarquer à partir du Tableau 5, que la base BS3 sousestime∆H CO par rapport aux valeurs expérimentales, situées entre -21 et -25 kJ/mol, aucontraire de BS1 et BS2 qui donnent des valeurs dans l’intervalle souhaitée. Jusque là, lesrésultats obtenus avec BS1 et BS2 pour les paramètres géométriques et énergétiques sont trèssimilaires entre eux, et en accord avec les résultats expérimentaux. Toutefois, nous avonschoisi d’adopter BS2 pour la suite de nos calculs, puisqu’elle était plus efficace dans ladescription du moment dipolaire et de la longueur de la liaison de la molécule de CO pris àl’état isolée (Tableau 4). A titre d’illustration, la(a) Cluster A – CO211(b) Cluster A – OC