Etude de phases quasi-unidimensionnelles de gaz de van der waals confines dans la zeolithe modele : alpo#4-5

Study of quasi-unidimensional phases of confined van der waals gases in a model zeolite: alpo#4-5

• Auteur / Autrice : Céline Martin
• Direction : Jean-Paul Coulomb
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2

Résumé

Cette these presente l'etude de la physisorption de gaz simples, principalement d'hydrogene, de methane et de neopentane, dans une zeolithe de type afi: alpo#4-5. Alpo#4-5 est un materiau cristallin microporeux qui possede un reseau unidimensionnel de canaux cylindriques ayant un diametre egal a 7,3 angstrom. La surface interne des micropores est constituee d'un seul type de site d'adsorption de geometrie hexagonale. Par consequent, nous avons qualifie cette zeolithe de matrice hote modele pour le confinement de phases quasi-unidimensionnelles ou unidimensionnelles. Apres la caracterisation de divers echantillons d'alpo#4-5, une etude des proprietes thermodynamiques des phases confinees est menee par volumetrie et microcalorimetrie isotherme d'adsorption. Celle des proprietes structurales et dynamiques est respectivement realisee par diffraction et diffusion quasi-elastique incoherente de neutrons. L'influence de la dimension moleculaire du gaz confine est observee au cours de ces experiences. De par leur taille les molecules de neopentane sorbees dans alpo#4-5 representent un bon exemple geometrique de systeme unidimensionnel et par la meme de single-file diffusion (les molecules ne peuvent pas se croiser dans les micropores). Qu'en est-il des proprietes dynamiques d'un tel systeme ? le principal resultat de ce travail est la caracterisation detaillee de la transition observee lors de l'adsorption de methane dans alpo#4-5 (57<t(k)<117). Grace a la complementarite des techniques citees precedemment et au caractere modele du confineur, c'est un nouveau type de changement de phase qui est mis en evidence dans les materiaux microporeux: fluide (quasi-1d) <=> solide (quasi-1d) commensurable i <=> solide (quasi-1d) commensurable ii