Superacidité d'oxydes sulfatés : approches expérimentale et théorique

par Frédéric Babou

Thèse de doctorat en Sciences. Chimie théorique, physique, analytique

Sous la direction de Jacques Védrine.

Soutenue en 1994

à Lyon 1 .

Le jury était composé de Jacques Védrine.

mots clés

• Superacides
• Oxydes métalliques
• Sulfates
• Méthodes ab initio (chimie quantique)

Résumé

Le but de cette these est de determiner l'origine de la superacidite observee chez certains oxydes metalliques sulfates. Une etude preliminaire a permis de trouver les conditions optimales de preparation de quatre types d'oxydes sulfates de facon a obtenir pour chacun une acidite maximale. Cette acidite a ete mesuree a l'aide de reactions qui necessitent une catalyse acide. Par ce moyen il a ete etabli que parmi les oxydes etudies, seule la zircone sulfatee peut etre qualifiee de superacide. Il a donc ete effectue une etude approfondie des sites eventuellement responsables de l'acidite de cet oxyde sulfate. Cette etude a ete menee au niveau theorique et au niveau experimental; l'etude theorique a permis, au moyen de calculs ab initio, de montrer que les sites de lewis les plus forts detectables en milieu anhydre sont de force comparable a celle du trioxyde de soufre, ces sites se transforment par hydratation en sites acides de bronsted, de force comparable a celle de l'acide sulfurique. Ces resultats ont egalement ete obtenus par spectroscopie infra-rouge a l'aide de l'adsorption des memes molecules sondes que celles utilisees pour les calculs ab initio. La zircone sulfatee se trouve donc a la frontiere entre les solides acides et superacides, ce qui permet de conclure qu'une superacidite thermodynamique faible suffit pour obtenir une superacidite cinetique marquee

Titre traduit

Superacidity of sulfated metallic oxides. Experimental and theoretical approaches

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