Mécanisme de fixation de gaz sur une zéolithe

II — Thermodynamique d’adsorption d’un gaz

Groupe de Chimie-Physique des Solides. Centre de Chimie-Physique, École Nationale Supérieure des Mines, 158, cours Fauriel, 42023 Saint-Étienne Cedex, France.

Résumé

Nous proposons de corriger une approximation trop grossière dans le calcul thermodynamique de l’adsorption d’un gaz sur une zéolithe à l’aide d’un traitement statistique. Cette correction permet de retrouver l’isotherme d’adsorption de Langmuir dans le cas particulier d’une adsorption localisée ans interaction; les expressions générales des isothermes lorsque des interactions apparaissent entre proches voisins tas la phase adsorbée, qu’elle soit mobile ou non, sont présentées, de même que les lois de répartition des cavités en lonction de leur taux de remplissage.

De plus l’influence sur l’évolution des courbes isothermes te différents paramètres comme la dispersion des sites dans la zéolithe ou la nature des interactions est examinée.

Le modèle corrigé appliqué aux isothermes d’adsorption lu dioxyde de carbone CO₂ sur la zéolithe 4A permet de calculer la chaleur isostérique d’adsorption de ce gaz. Les spériences faites en microcalorimétrie confirment ces résultats. D’autres exemples expérimentaux sont donnés.

Abstract

A rough approximation in the calculation of thermodynamies of a pure gas adsorption on a zeolite is corrected by Wns of a statistical treatment. So Langmuirian isotherms can be found in the particular case of a localized adsorption without interaction; general expressions of isotherms are Pven when interactions appear in localized or mobile layers, and the corresponding laws of the cavities repartition as a taction of their degree of accommodation are determined.

The dependance of different parameters upon the isotherm evolution, like site’s dispersion or interactions is examined. The right model applied to adsorption isotherms of carbon dioxide on the zeolite 4A allows the evaluation of the isosteric •at of gas adsorption. Microcalorimetric experiments agree with thermogravimetric results.

Some other examples are given.