Echange cationique par voie sèche dans des zéolithes et modification des propriétés d'adsorption

• Auteur / Autrice : Mourad Difallah
• Direction : Patrick Ozil
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Grenoble INPG

Mots clés

Mots clés libres

Chimie

Chimie generale et chimie physique

Zeolite

Tamis moleculaire

Echange ion

Materiau modifie

Mordenite

Procede voie seche

Cinetique

Adsorption gaz solide

Eau

Azote

Oxygene

Carbone dioxyde

Carbone monoxyde

Zeolite y

Résumé

L'echange cationique par voie seche a permis l'introduction effective des cations mono ou polyvalents dans des zeolithes de type mordenite et y par simple chauffage (de 723k a 923k) du melange zeolithe-h + halogenure, sans alterer la structure texturale et structurale des zeolithes, meme avec les cations susceptibles de s'hydrolyser comme cu + et la 3 +. Cette technique s'avere l'unique methode convenable pour introduire des cations desires et une voie interessante pour preparer des adsorbants et des catalyseurs. L'etude de la cinetique de l'echange par voie seche, a montre que l'echange, apres une periode de latence, est souvent rapide et quantitatif. L'etude de l'influence des parametres qui regissent cette cinetique d'echange nous a permis de mettre en evidence le role primordial des traces d'eau (liquide ou vapeur) pour amorcer la reaction d'echange des l'ambiante, en favorisant la diffusion ionique et d'augmenter le taux final d'echange. Par ailleurs, l'echange peut etre facilite par une forte pression de vapeur saturante du sel, mais pas toujours, a des temperatures elevees. Ceci nous amene a postuler que les especes diffusantes sont ioniques et que le processus limitant la cinetique d'echange est de type diffusionnel dans le solide. L'introduction de certains cations (en particulier cu + et li +) par la technique de voie seche dans la mordenite ou la zeolithe y a permis d'augmenter considerablement la quantite adsorbee de o 2 surtout de n 2 a 273k d'une part et la capacite d'adsorption de co a 298k d'autre part, sans doute a cause d'une approche plus facile entre l'absorbat et le cation. Alors que, le lavage des echantillons echanges avec cu + a diminue presque totalement la quantite adsorbee de co a l'ambiante. Ces resultats peuvent etre tres interessants pour la separation des gaz (exemple n 2/o 2 et co/co 2 a l'ambiante par psa).