Adsorption et coadsorption des especes isotopiques de l'hydrogene moleculaire h#2, hd et d#2 dans la zeolithe naa. Thermogravimetrie, spectrometrie infrarouge et interpretation theorique

par FRANCOISE STEPHANIE VICTOIRE

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de EVELYNE COHEN DE LARA.

Soutenue en 1997

à Paris 6 .

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  • Résumé

    L'etude de la molecule d'hydrogene et de ses especes isotopiques hd et d#2 adsorbees dans la zeolithe naa montre l'influence de la masse de l'adsorbat sur les phenomenes d'adsorption et de coadsorption. Puisque ces molecules ont la meme composition electronique et les memes dimensions, elles interagissent de facon similaire avec la zeolithe. La quantite de molecules adsorbees (isothermes d'adsorption) est plus importante pour les especes les plus lourdes. Cette difference avec la masse a ete expliquee par la variation de leur covolume, quantite liee aux mouvements au sein de la phase adsorbee. De la modelisation des isothermes, nous avons deduit les grandeurs thermodynamiques telles que la chaleur et l'entropie d'adsorption. Les chaleurs d'adsorption sont egales, ce qui confirme la meme interaction avec l'adsorbant ; les entropies different par la symetrie et le caractere ortho-para de ces molecules, mais les valeurs numeriques sont voisines. De l'entropie, les frequences des mouvements externes ont ete calculees : vibrations externes par rapport a la surface adsorbante et librations. Les frequences de libration correspondent aux memes barrieres a la rotation pour les differentes especes isotopiques, ce qui met a nouveau en evidence la similitude de l'interaction molecule-zeolithe. Les trois especes moleculaires adsorbees presentent un spectre infrarouge induit par le champ electrique local du aux ions cristallins. L'analyse spectroscopique des corps purs puis des melanges h#2-hd, hd-d#2 et h#2-d#2 met en evidence l'effet de la masse sur les deplacements de frequence, les largeurs, les intensites et l'evolution des profils de bande. L'analyse spectrale en fonction de la quantite adsorbee (1 a 6 molecules par cavite) montre que toutes les especes moleculaires sont sensibles a trois types de sites. L'etude de la coadsorption permet de determiner la selectivite des differentes especes dans la zeolithe. L'expression des facteurs de separation (), a partir de l'energie libre echangee par les differents constituants, depend de leur masse. L'evolution de avec la temperature et la masse des constituants des melanges est discutee en prenant en compte d'une part, l'effet quantique a basse temperature sur l'energie libre de chaque espece moleculaire et en considerant d'autre part, une eventuelle conversion ortho-para de h#2 et/ou de d#2, favorisee dans la zeolithe.


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Informations

  • Détails : 200 P.
  • Annexes : 158 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1997
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