Synthèse et caractérisation de gallosilicates de type MFI en présence d'ions fluorure

par Alain Seive

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Jean-Louis Guth.

Soutenue en 1989

à Mulhouse .

mots clés

• Zéolites
• Silicates
• Synthèse hydrothermale
• Fluor

Résumé

Le but de ce travail fut d'étudier la synthèse de zéolithes (gallozéolites) de type structure MFI en présence d'ion fluorure (pH8), ou Gaiii substitue partiellement Siiv dans la charpente de tétraèdres de ces matériaux. Les propriétés acides (du type Bronsted) et les dimensions (de l'ordre de 6A) des canaux interconnectés de cette structure cristalline sont utilisés en catalyse acide et notamment pour l'aromatisation des gaz légers C2 et C4 (en présence ou non d'oléfines) en benzène, toluène et xylène. Selon la nature des réactifs engagés dans le milieu réactionnel, l'élément gallium peut être concentré au coeur des cristaux, au réparti de façon quasi-homogène dans le solide. Différentes caractérisations (RMN RAM 29Si, 69Ga, 71Ga) ont permis de montrer que l'élément gallium est incorporé dans un environnement tétraédrique d'oxygène de la charpente. Nous avons également observé (RMN RAM 29Si, 69Ga) l'extraction partielle du gallium hors de la charpente après calcination et réhydratation. Enfin différentes hypothèses concernant la nature du fluor contenu dans les zéolithes du type (Si, Ga)-MFI ont été formulées (RMN RAM 19F) : paires ioniques TPA+F-, NH4+F-, NH4+HF2- ou du type Si-F-Ga ou Si-OH-F-Ga. Les zéolithes de type MFI synthétisés en milieu fluorure et en présence de sels solubles d'au moins deux des éléments Gaiii, Aliii et FEiii et d'une source de silice sont caractérisées par un ordre d'incorporation qui est le suivant : Ga>Fe>Al. Ces incorporations ont été interprétées par les différences de complexations de ces éléments trivalents vis-à-vis des ions fluorures et hydroxyles. Au cours de différentes synthèses mises en œuvre, une phase secondaire du type phyllosilicate (mica) a été recueillie

Titre traduit

Synthesis of gallosilicates with the MFI structural type in fluoride media

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