N° 56. — Les isothermes d’adsorption à de basses pressions des zéolites synthétiques

Laboratoire de Chimie Colloïdale de la Faculté de Chimie de l’Université de Bucarest, Roumanie.

Résumé

Les isothermes d’adsorption des gaz par les matériaux poreux présentent parfois certaines discontinuités lesquelles, selon l’opinion récente de plusieurs auteurs connus (¹), ne pourraient plus être que très difficilement, attribuées à de simples anomalies ou à de soi-disants « artifacte » expérimentaux.

L’un des auteurs du présent travail qui a étudié auparavant ce problème, dans un cas différent (²), a constaté également, sur de nombreuses isothermes d’adsorption du N₂ et de la vapeur de H₂O par les zéolites synthétiques du type « tamis moléculaires », des régions correspondant à des pressions cons! antes et reproductibles.

Elles correspondent à des quantités de gaz absorbées, allant de quelques dixièmes de pourcentage jusqu’à 60-70 % de la quantité totale, absorbée à la saturation et correspondent à des pressions (constantes) qui sont de 3 ou 4 ordres décimaux de grandeur au-dessous des pressions d’adsorption courantes.

Les quantités absorbées ainsi par les tamis moléculaires, à basses pressions et les différences de pression par rapport aux pressions d’équilibre courantes (correspondant aux mêmes quantités adsorbées par d’autres adsorbants, simples) sont toutes de beaucoup trop importantes pour pouvoir être toujours attribuées à des simples anomalies expérimentales, comme auparavant. Elles peuvent, également, être prévues, théoriquement, dans une première approximation, parla théorie île l’adsorption de Langmuir, généralisée à deux ou plusieurs espèces de sites (points) actifs.

Les auteurs présentent, par conséquent, une étude systématique des isothermes en question, surtout à de basses pressions d’équilibre et proposent , par la suite, une nouvelle méthode de laboratoire pour le contrôle des tamis moléculaires, méthode basée sur la mesure précise de ces basses pressions.

Abstract

The adsorption isotherms of N₂ and H₂O at very low pressures on synthetic zeolites exhibit well defined steps. The amount adsorbed in one of these steps may reach 60-70 % of the adsorption at saturation. The low pressures corresponding to the particular amounts adsorbed in one isothermstep, have definite values between 10^–5 and 10^–1 Torr, which are rather lower than the equilibrium pressures of the common adsorption isotherm. Such values are too large and characteristic in comparison with the experimental errors, to be explained in terms of experimental artifacte. Theoretically, they could also be predicted (after Hückel), in a first approximation by a Langmuir model with two — or more kinds of sites. The authors have therefore been led to propose their method based on a gravimetric adsorption technique, at low pressures, as a test method for the synthetic zeolites.