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

CHAPITRE 1. LES ZEOLITHES : PRESENTATION, STRUCTURE, ET MODELISATIONenviron 20 cations/maille, les cations n’occupent que les sites II (Figure 3-c). Au-delà de 20cations/maille, c’est l’interaction cation-réseau pour le site I’ qui devient plus importante quecelle du site II. De ce fait, une certaine occupation des sites I’ est observée entre 20 et 30cations/maille. Cependant, la tendance globale est de maintenir le remplissage des sites IIjusqu’à une occupation totale de 32 cations/maille. En effet, il s’avère que le terme derépulsion coulombienne devient dominant par rapport à celui de l’interaction cation-réseauquand le nombre de cations augmente. Pour cela, à la place de remplir les sites I’, les cationscontinuent l’occupation des sites II, puisque la distance entre deux sites II est plus grande (d II-II = 7.69 Å) que celle entre un site II et un site I’ (d II-I’ = 4.73 Å) 38 .Au moment où tous les sites II se sont complètement remplis (nombre de cations = 32), lescations commencent à occuper les sites I et non pas les sites I’ (Figure 3-a et b), bien quel’interaction « cations site I’/réseau » soit plus importante que celle « cations site I/réseau ».La seule explication c’est qu’à nouveau, le terme dominant dans l’énergie totale d’interactionest la répulsion cation-cation, ce qui fait que les cations préfèrent occuper les sites I qui sontplus loin des sites II (complètement remplis à ce stade) que les sites I’ (d II-I = 5.85 Å). Ceciconduit à une occupation totale des 16 sites I présents dans la maille.Au-delà de 48 cations/maille, état correspondant à une occupation complète des sites II et dessites I (Figure 3 – a et c) en accord avec des simulations antérieures de Buttefey et al. 38 pourun nombre similaire de cations (Tableau 4), l’augmentation supplémentaire du nombre decations devrait conduire à l’occupation des sites I’. Or, vu la distance très courte entre deuxsites I et I’ (d I-I’ = 2.18 Å), un Na + ne peut occuper un site I’ que si le cation adjacent en site Imigre en même temps vers le site I’ qui lui est opposé afin de minimiser la répulsioncoulombienne; ce qui explique l’augmentation et la diminution simultanée dans l’occupationdes sites I’ et I respectivement. Au-delà de 56 cations/maille, une occupation progressive dessites III et III’ (III’a) commence à avoir lieu (Figure 3-d). Cependant, l’occupation relative dechacun de ces deux sites n’a pas pu être reproduite d’une façon satisfaisante par cessimulations pour la même raison que celle citée auparavant, puisque ces auteurs avaient utiliséun modèle « T-atome » pour représenter le réseau de la faujasite.Malgré cette insuffisance dans la prédiction de l’occupation des sites III et III’, on trouve queces simulations de Bauvais et al. 49 reproduisent très bien les résultats expérimentauxreprésentés dans le Tableau 4.31