Isothermes a sous-marches cas de l'adsorption du trichloroethene et du tetrachloroethene sur une zeolithe de topologie mfi a 25c

par FABIENNE BOUVIER

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Guy Weber.

Soutenue en 1998

à Dijon .

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  • Résumé

    Cette etude trouve un interet fondamental dans la comprehension des isothermes a sous-marches qui sont susceptibles d'etre observees au cours de l'adsorption, par des zeolithes de topologie mfi, de certains composes qui presentent des caracteristiques geometriques comparables a celles de l'ouverture des canaux de l'adsorbant. Ainsi, l'interaction du trichloroethene et du tetrachloroethene, avec trois zeolithes zsm-5 de rapport si/al egal a 26,5, 339 et 500 et une silicalite-1 a ete analysee, apres une caracterisation prealable, par thermogravimetrie, microcalorimetrie et diffraction des rayons x. L'adsorption du trichloroethene et du tetrachloroethene induit un changement de structure monoclinique-orthorhombique des zeolithes riches en silice (si/al 339) bien avant le remplissage de 4 molec. /maille a 25c. Les isothermes d'adsorption du trichloroethene presentent toujours a 25c une allure de type i. En revanche, les isothermes d'adsorption du tetrachloroethene presentent a basse pression une sous-marche des que le remplissage excede 4 molec. /maille. Cette sous-marche est d'autant plus verticale, plus haute et plus deplacee vers les plus petites valeurs de la pression relative que le rapport si/al de l'adsorbant est eleve. De plus, une boucle d'hysteresis est associee a la sous-marche pour les echantillons de rapport si/al 339. La sous-marche dans l'isotherme d'adsorption, associee a un pic exothermique dans la courbe de chaleur, a ete interpretee comme la signature d'une transition de phase de l'adsorbat. L'existence d'interactions adsorbat-adsorbat fortes est a l'origine de la boucle d'hysteresis( 20 kj. Mol#-#1). Un modele de remplissage des canaux de la zeolithe est propose pour chaque espece adsorbee. Les molecules de trichloroethene sondent la totalite de la microporosite disponible en formant des chaines de dipoles. Dans le cas du tetrachloroethene, les quatre premieres molecules s'adsorbent aux intersections des canaux droits et des canaux sinusoidaux puis accedent, par saut diffusionnel, aux canaux sinusoidaux. Quatre molecules supplementaires sont alors adsorbees aux intersections donnant naissance a des chaines sinusoidales. Cet agencement particulier des molecules par maille de zeolithe donne alors une image de la densification de la phase adsorbee.


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  • Détails : 212 P.
  • Annexes : 320 REF.

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