Mecanisme d'intercalation-pontage et proprietes adsorptives vis-a-vis de cd#2#+ et cu#2#+ de saponites a piliers aluminiques

par Latifa Bergaoui

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de M. CHE.

Soutenue en 1994

à Paris 6 .

mots clés

Résumé

La synthese d'argiles pontees a ete realisee a partir d'une saponite naturelle, de plusieurs saponites de synthese et d'une solution de al#1#3o#4(oh)#2#4#+#x(h#2o)#1#2#-#x#(#7#-#x#)#+. La densite des piliers est fortement liee a la charge des feuillets lorsque celle-ci est faible. En revanche, lorsque la charge depasse 1,1 par maille, la quantite d'aluminium inseree n'excede pas un pilier par 5,9 mailles. Cette densite est dictee par le rayon de giration du polycation aluminique en solution. L'etude par diffraction des rx et les mesures des surfaces specifiques des differents echantillons, ont montre que l'organisation des saponites a piliers est proportionnelle a la quantite d'aluminium inseree. Lors de la calcination, des protons se liberent des piliers et attaquent la couche tetraedrique des feuillets de la saponite, certains tetraedres s'inversent pour former des liaisons al#p#i#l#i#e#r-o-al#f#e#u#i#l#l#e#t et certains atomes d'aluminium octaedriques des piliers voient leur coordinence diminuer a 5 par perte d'un ligand h#2o. Ces atomes d'aluminium retrouvent leur coordinence octaedrique a humidite ambiante. La structure du polycation al#1#3 est essentiellement conservee. Pour que le pontage soit reussi (distance basale de 18 a et surface specifique superieure a 250 m#2/g), il est imperatif que la calcination se realise sur un echantillon intercale fraichement prepare. En effet, avant calcination, le polycation al#1#3 evolue dans le temps pour donner des especes plus condensees, qui ne resistent pas a la chaleur. Du point de vue des proprietes adsorptives, la saponite pontee en suspension dans l'eau se comporte comme un oxyhydroxyde. Elle perd toute capacite d'echange cationique provenant de la charge permanente des feuillets. Les piliers entre les feuillets peuvent etre consideres comme des paquets de sites d'adsorption, a savoir des groupements de surfaces capables de chimisorber les cations metalliques tels que cd#2#+ et cu#2#+. Ces cations metalliques voient leur sphere de coordination se modifier lors de l'adsorption suite a une substitution h#2o/oh de surface comme il est demontre par les isothermes d'adsorption et par des techniques spectroscopiques. La perte de mobilite resultant de cet ancrage fait de ces matrices de bon candidats pour la fixation des polluants

Titre traduit

Intercalation-pillaring mechanisms and adsorptive properties for cd#2#+ and cu#2#+ of aluminium pillared saponites

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