Mise en évidence d’une interaction nickel-lanthane dans une zéolithe X

¹ “Réactivité de Surface et Structure” Université Pierre et Marie Curie, 4 Place Jussieu, 75230 Paris Cedex 05, France.
² Laboratoire de Catalyse et Spectrométrie Université de Paris VII, 6 Place Jussieu, 75005 Paris, France.

Résumé

L’étude effectuée sur des zéolithes X coéchangées au La³⁺ et au Ni²⁺ en concentration variable, nous a permis de mettre en évidence grace à l’utilisation de techniques conjointes (diffraction X, spectroscopie UV visible, cinétiques) la formation d’entités [math] La dans les supercages ou les sodalites, chaque fois que le Ni²⁺ et le La³⁺ se localisent, au cours des traitements thermiques, dans des sites voisins. Dans ces conditions, le Ni²⁺ possède une configuration tétraédrique déformée. Les ions Ni²⁺ engagés dans ces espèces sont très difficiles à réduire même lorsqu’ils se trouvent dans les sites accessibles à l’hydrogène (supercages).

Abstract

We have shown by this study on an X zeolite exchanged with Ni²⁺ and La³⁺, that these two ions are able to form Ni [math] La entities if in the course of the pretreatments, some of Ni²⁺ and La³⁺ are located in neighbouring sites. By X-ray study we have evidenced that initial location of La³⁺ and Ni²⁺ depends on the relative concentrations of the two cations. By UV visible spectroscopy the coordination of Ni²⁺ was determined. It was shown that this coordination depends on the pretreatment temperature (and hence on the Ni²⁺ location) according to the relative concentrations of Ni²⁺ and La³⁺ present. When Ni²⁺ and La³⁺ are together in the form [math], Ni²⁺ is in distorted tetrahedral symmetry.

In the following table we have summarized the various coordinations taken by Ni²⁺ in X zeolite with or without interaction with La³⁺, and according to the thermal pretreatment under vacuum.

The reducibllity of Ni²⁺ by molecular hydrogen depends on its coordination : when Ni²⁺ is involved in [math] La species with the distorted tetrahedral symmetry, it is very difficult to reduce. The activation energy attains 50 Kcal/mole in spite of Ni²⁺ localization (supercages) while it is 28 Kcal/mole without La³⁺ interaction.