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CHAPITRE 1. LES ZEOLITHES : PRESENTATION, STRUCTURE, ET MODELISATIONFigure 3. Occupation des sites cristallographiques I, I’, II et III par les cations de sodium dans une série de Na-FAU où le nombre de cations varie de 0 (Si/Al = ∞) à 96 (Si/Al =1) 49 . (a) correspond à l’occupation des sites I,(b) sites I’, (c) sites II et (d) sites III ou III’.Après avoir vu l’occupation des différents sites cristallographiques dans les faujasitesX et Y échangées au Na + , dans un deuxième temps, nous avons vu comment les cations sontcoordonnés à la zéolithe, en particulier les sites II, III et III’ impliqués dans le processusd’adsorption de CO. Dans le Tableau 5 ci-dessous, j’ai regroupé les distances les plussouvent reportées dans la littérature entre les cations de Na + dans chacun de ces trois sites etles atomes d’oxygène de la zéolithe les plus proches.Na 56 Y Na 57 Y Na 62 Y Na 92 X Na 88 X Na 87 X Na 96 X Na 88.1 XNa SII -O2 a 2.39 ˟ 3 b 2.33 ˟ 3 2.38 ˟ 3 2.355 ˟ 3 2.343 ˟ 3 2.364 ˟ 3 --- 2.369 ˟ 3Na SII -O4 2.86 ˟ 3 2.86 ˟ 3 2.865 ˟3 2.885 ˟ 3 2.887 ˟ 3 2.906 ˟ 3 --- 2.923 ˟ 3Na SIII -O4 --- --- --- --- --- --- --- 2.609Na SIII’a -O1 --- --- --- 2.44 2.44 2.58 2.36 ---Na SIII’a -O4 --- --- --- 2.56 2.41 2.77 2.42 ---Na SIII’b -O1 --- --- --- 2.43 2.45 --- --- ---Na SIII’b -O4 --- --- --- 2.33 2.58 --- --- ---32
CHAPITRE 1. LES ZEOLITHES : PRESENTATION, STRUCTURE, ET MODELISATIONNa SIII’c -O1 --- --- --- --- 2.81-2.85 --- --- ---Na SIII’c -O1 --- --- --- --- 2.22 --- --- ---Méthode decaractérisationDiffractionde neutronXRPD XRPD SC XRD SC XRD Diffractionde neutronSimulation MCDiffractionde neutronref30 44 36 21 47 46 46 48Tableau 5. Distances entre les cations de Na des sites II, III et III’(a,b,c) et les différents atomes d’oxygène de lazéolithe qui les entourent. En bleu et en italique sont reportées les données de simulations. La valeur de 2.5 Å estconsidérée comme limite de la première sphère de coordination du cation.a Les numéros des atomes d’oxygène correspondent aux sites cristallographiques répertoriés pour les atomesd’oxygène dans une faujasite. b le symbole (˟ 3) signifie qu’il existe trois distance avec cette valeur.Le tableau montre qu’indépendamment de la composition chimique de la zéolithe (Xou Y), le cation en site II est tri-coordiné à la zéolithe avec trois atomes d’oxygènes de typeO2 par des liaisons Na-O2 qui varient entre 2.33 et 2.39Å. Quant aux cations en site III et/ousite III’, les résultats trouvés diffèrent d’un groupe à un autre en fonction de la méthode decaractérisation utilisée ainsi qu’en fonction de la composition de l’échantillon. En effet, quandce dernier est en site III’a, Olson 47 a trouvé, par XRD sur un cristal et pour un rapport deSi/Al = 1.18, que le cation est bicoordiné à la zéolithe avec un oxygène de type O1 et un autrede type O4 par des liaisons de longueurs respectivements de 2.44 et 2.41 Å. Cette dernièreliaison (Na-O4) avait une valeur plus grande (2.56 Å) avec Zhu et al. 21 (single-cristal X-raydiffraction et Si/Al = 1.09), ce qui rendait le cation mono-coordiné à un seul oxygène (O2) parune liaison de 2.44 Å. En revanche, avec Vitale et al. 46 (Powder neutron Diffraction et Si/Al =1.2), le cation n’avait aucune coordination à la zéolithe, et les valeurs trouvées pour les deuxdistances Na-O1 et Na-O4 étaient respectivement de 2.58 et 2.77 Å. En simulation, les seulesparamètres géométriques qui ont été trouvés étaient ceux raportées par Vitale et al. 46 pour uneNaX de rapport Si/Al = 1. Selon ces simulations de type Monte Carlo, ces auteurs ont calculéque le cation en site III’a est bicoordiné à la zéolithe par un atome d’oxygène O1 et un O4 pardes longueurs de liaison respectivement de 2.36 et 2.42 Å.Quand le cation de Na est en site III’b, les seuls résultats expérimentaux existant d’Olson 47 etZhu et al. 21 montrent respectivement une mono-coordination avec un O1 (d Na-O1 = 2.45 Å), etune bi-coordination à un O1(d Na-O1 = 2.43 Å) et un O4(d Na-O1 = 2.33 Å). Finalement, quand lecation est en site III’c, Olson 47 trouve une mono-coordination avec un oxygène O4 (d Na-O4 =2.22 Å).33
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