Etude comparative des propriétés des hydroxyles des zeolithes de type X décationisées et des gels de silice à partir de l'analyse de leurs spectres diélectriques et infrarouges

¹ Laboratoire de Chimie Minérale et Méthodologie Analytique, Bât. C11.
² Laboratoire de Spectrométrie des Solides, Bât. P3, boite postale 36 59650 - Villeneuve d'Ascq.
³ Université des Sciences et Techniques de Lille.

Résumé

Dans cette étude, les auteurs caractérisent les hydroxyles de deux types de structure : zéolithes X partiellement décationisées et gels de silice, à partir de leurs propriétés diélectriques et infrarouges.

Une étude préalable de la stabilité thermique de ces hydroxyles a permis d'en déterminer le nombre dans chaque type d'échantillon. Elle montre, à traitement thermique identique, d'une part, que le phénomène de "déshydroxylation" qui se produit avec les zéolithes décationisées est d'autant plus prononcé que le taux de décationisation initial est élevé, et d'autre part que, les hydroxyles des gels de silice présentent une plus grande stabilité. Cependant dans chaque cas, l'élimination des hydroxyles modifie la structure du réseau.

Les hydroxyles de ces deux types de structure possèdent des propriétés diélectriques différentes et présentent également différentes fréquences de vibration infrarouge de la liaison O — H. Les corrélations entre les résultats spectrométriques montrent que les "degrés de liberté" des hydroxyles des gels sont supérieurs à ceux des hydroxyles des zéolithes. Cette différence de comportement est due à la présence d'atomes d'aluminium au voisinage des hydroxyles des zéolithes dont ils perturbent l'orientation dans le champ électrique et modifient la fréquence de vibration Infrarouge.

Abstract

In this study, the authors characterize the hydroxyls of two structure types: partially decationated X zeolites and silica gels, from their dielectric and infrared properties.

For each sample, a previous study of the hydroxyl thermal stability permits the calculation of their number. It shows, for the same thermal treatment, on the one hand, that the "deshydroxylation" phenomenon which occurs with decationated zeolites is all the more important as the initial decationation rate is increased, and on the other hand that silica gel hydroxyls have the greater thermal stability. However, the elimination of the hydroxyls changes the network structure in all cases.

The hydroxyls of these two kinds of structure have different dielectric properties and therefore present different infrared vibration frequencies of Ο — H bond. The correlations between these spectrometric results indicate that the "degrees of liberty" of silica gel hydroxyls are greater than those of zeolite hydroxyls. This difference is due to the presence of aluminum atoms in the neighborhood of zeolite hydroxyls. These atoms disturb the hydroxyl orientation in the electric field and change the infrared vibration frequency.