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

CHAPITRE 6. EVALUATION DES PROPRIETES D’ADSORPTION DES FAUJASITESNaX et NaY VIS-A-VIS DU CO : SIMULATIONS MONTE CARLO DANS L’ENSEMBLEGRAND CANONIQUEFigure 11. La double interaction de CO mise en évidence dans le cas de la NaX, dans laquelle CO interagitsimultanément avec un cation de Na en site III’ via son atome de carbone et avec un cation en site II via sonatome d’oxygène.IV.2.2. Cas des cations mobilesDans le but de quantifier l’effet de la mobilité des cations Na + lors de l’adsorption deCO sur les propriétés thermodynamique, nous avons effectué nos simulations GCMC pour laNaX et la NaY en autorisant cette fois le déplacement des cations au-delà de leurs sitesd’accueil cristallographiques.La Figure 12 montre que dans le cas de la NaY, l’affinité pour CO est plus fortelorsqu’on autorise la mobilité des cations avec une augmentation de l’enthalpie d’adsorptionde CO à faible taux de recouvrement de -22.9 à -25.2 kJ/mol. Afin d’expliquer leschangements qui se sont reproduits, une analyse détaillée des configurations générées aucours des simulations GCMC a été réalisée. Ces analyses ont montré que dès le début duprocessus d’adsorption, un réarrangement de la position des cations Na + a lieu, entraînant desmigrations de certains cations initialement en site II et I’ vers les sites III’ de la supercage.Ces derniers, occupant des positions plus « ouvertes » et donc plus énergétiques pour le COque les sites II, sont alors les premiers sites d’adsorption pour les molécules du CO auxfaibles taux de recouvrement. Vu leur nombre réduit (dix par maille), le reste des moléculesde CO interagit avec les sites II. Au fur et à mesure que le taux de recouvrement augmente,l’interaction préférentielle des CO reste celle avec les cations des sites III’ qui commençent àavoir dans leur première sphère de coordination deux molécules de CO. En même temps, lenombre des sites II environné par les molécules de CO croit mais en conservant toujours unrapport Na + SII: CO : 1:1. A saturation, tous les sites III’ sont environnés par des molécules de224