Étude thermodynamique de l’adsorption d’argon et d’azote par les aérogels de silice

Laboratoire de Thermodynamique et Cinétique Chimiques de la Faculté des Sciences de Lyon, France.

Résumé

La détermination des chaleurs isostériques d’adsorption d’argon et d’azote par les aérogels de silice, préparés par la méthode faisant appel à la précipitation d’un hydrogel puis à la transformation de celui-ci en alcogel avant le séchage en autoclave, a montré que la surface de ces solides est énergétiquement hétérogène. Il a été mis en évidence que cette hétérogénéité n’est pas de nature chimique mais probablement de nature structurale.

La mobilité des molécules adsorbées a été évaluée à partir de l’entropie d’adsorption de la couche adsorbée. Il a été ainsi montré que la mobilité de celles-ci dépend de l’énergie d’interaction entre l’adsorbant et l’adsorbat plutôt que du taux de recouvrement de la surface par les molécules adsorbées alors que ce dernier cas est observé pour les surfaces énergétiquement homogènes.

Abstract

Isosteric heats of adsorption of argon and nitrogen on silica aerogels have been determined. The aerogels were prepared by transformation into an alcogel of a precipitated hydrogel and heating of the alcogel in an autoclave. The surface of aerogels is energetically heterogeneous, as shown by the isosteric heats of adsorption. This heterogeneity is not of a chemical nature but more probably of a structural one.

The mobility of adsorbed molecules has been evaluated from the entropy of the adsorbed layer. II has been shown that this mobility depends on the interaction energy between the adsorbant and the adsorbate rather than on the coverage of the surface by adsorbed molecules which is opposite to the case of energetically homogeneous surfaces.