Etude par spectroscopie infrarouge de l'acidite d'oxydes metalliques sulfates. Elaboration d'une methode de caracterisation de la superacidite dans les catalyseurs solides

par RODOLPHE ANQUETIL

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Jacques Saussey.

Soutenue en 1998

à Caen .

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  • Résumé

    L'acidite d'une zeolithe hy desaluminee et d'une zircone monoclinique a ete etudiee en spectroscopie infrarouge avant et apres sulfatation par adsorption de molecules sondes comme la pyridine, l'acetonitrile et le monoxyde de carbone. La zeolithe sulfatee par so#2 + o#2 en presence de v#2o#5 voit son acidite devenir majoritairement de type brnsted et augmenter en force alors qu'une sulfatation directe par so#3 conduit a l'amorphisation du materiau. La caracterisation de la zircone sulfatee par so#3 a temperature ambiante a permis de mettre en evidence la formation d'hydrogenosulfates tres fortement acides qui diminuent par elevation de la temperature de sulfatation pour laisser place a une acidite de lewis legerement plus forte que sur la zircone initiale. L'adsorption de cd#3cn sur une zircone sulfatee riche en hydrogenosulfates montre la formation d'ions nitrilium. La protonation de l'acetonitrile permet dans ce cas de conclure a une tres forte acidite de brnsted. Une methode spectroscopique originale a ete elaboree pour mesurer les acidites fortes dans les catalyseurs solides. Elle est basee sur le choix d'une famille de sondes, en l'occurrence l'acetonitrile et ses derives halogenes, couvrant un domaine de basicite interessant puisqu'elles permettent, par simple caracterisation infrarouge de leur protonation, de mettre en valeur des acidites de brnsted de 13 < h#o < 10. 5. Ainsi, un catalyseur capable de protoner le chloroacetonitrile de pk#b#h#+ = 12. 3 peut ainsi etre qualifie de superacide. L'application de cette methode aux catalyseurs solides a permis de mettre en evidence une acidite de h#o < 13 pour la zircone sulfatee par so#3, la qualifiant de superacide. Sur les zeolithes fortement acides, si aucune protonation n'a ete decelee pour les mfi, les hydroxyles presents dans les poches laterales des mordenites sont, contrairement a ceux des grandes cavites, capables de protoner les sondes nitriles. Il semblerait dans ce cas que la superacidite des modernites soit liee a un phenomene de confinement dans les petites cavites.


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Informations

  • Détails : 202 P.
  • Annexes : 248 REF.

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  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque universitaire Sciences - STAPS.
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