Étude des liens entre la texture et les propriétés de diffusion de molécules modèles dans des milieux poreux bimodaux

Link between the texture and the diffusion properties of probe molecules in biporous media

• Auteur / Autrice : Raphaël Mesnier
• Direction : Michel Quintard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Énergétique et transferts
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Toulouse, INPT

Mots clés

Mots clés contrôlés

Adsorption

Homogénéisation (équations différentielles)

Polystyrène

Diffusion (physique)

Matériaux poreux

Résumé

Nous avons cherché à établir un lien entre le transport de molécules sondés dans des catalyseurs bimodaux d'hydrotraitement et les paramètres texturaux de ces milieux poreux. Les coefficients de diffusion des molécules ont été mesurés dans les macropores et dans les domaines mésoporeux par RMN à gradient de champ pulsé, deux régimes de diffusion ont été mis en évidence. Les isothermes d'adsorption non linéaire ont été mesurées. Deux modèles de diffusion-adsorption ont été construits en utilisant la théorie du changement d'échelle : un modèle à simulation directe et un modèle équilibre local. L'ajustement des courbes simulées aux courbes expérimentales de cinétique de diffusion en colonne permet de déterminer les paramètres d'adsorption et le coefficient de diffusion effectif dans le domaine mésoporeux. Ces paramètres sont en accord avec les mesures expérimentales. Nous avons montré que ces solides n'avaient pas un comportement de type double milieu.

The aim of this work is to understand the link between transport properties of large probe molecules and the texture of biporous (meso and macroporous) catalysts. Diffusion coefficients in porous media are measured by pulsed field gradient NMR. This technique allows us to determine two diffusion coefficients : one in macroporosity and an other in mesoporosity. Two models are built by using volume averaging technique : a direct simulation model and a local equilibrium model. The non linear adsorption isotherms of probe molecules is measured. Simulations are compared with experimental data obtained by measuring the decrease of the concentration of probe molecules in a solution in contact with biporous support. The optimization of effective diffusion coefficient in mesoporous phase and adsorption parameters are in good agreement with previous NMR and isotherms measurements. We show that this kind of system behave as a homogeneous media.