Echange protonique de l'offrétite : position des cations, porosité et acidité

Laboratoire de Catalyse en Chimie Organique, URA 350 CNRS, 40, avenue du Recteur-Pineau, 86022 Poitiers Cedex, France

Résumé

Une offrétite dont les cations compensateurs sont de nature alcaline (S145) est progressivement mise sous forme protonique en solution aqueuse neutre, par l'intermédiaire de résines échangeuses d'ions.

Après avoir décrit la zéolithe S145 de base (formule, structure et localisation des sites), nous étudions l'évolution de la porosité (adsorption d'azote, de n-hexane et de méthyl-3-pentane suivie par thermogravimétrie) et de 1'acidité (adsorption d'ammoniac suivie par calorimétrie) en fonction du taux d'échange protonique.

Les résultats, en permettant d'associer la localisation et la force d'un site protonique donné, conduisent à l'établissement du spectre acide de l'offrétite.

Abstract

The catalytic properties of protonic offretite are used more intensively. Its structure is characterized by a double porous sytem : channels and gmelinite cages. It is of great interest to know the location and the strength of protonic acid sites.

In this study, the protonic exchange is progressively driven from offretite containing sodium and potassium ions in aqueous solution containing a strong protonic resin. Porosity is studied by microgravimetry and adsorption of nitrogen, n-hexane, 3-methyl-pentane versus protonic exchange. Acidity is characterised by ammonia adsorption followed by microcalorimetry.

These results can be interpreted on the basis of the location of the alkaline ions in the framework. The protonic exchange of the alkaline ions (mainly sodium ions), which limits the diffusion in the large channels, creates very weak acid sites. On the other hand the exchange of the ions Na+ and K+ situated in the windows of the gmelinite cages, which limit the diffusion in the gmelinite cages, leads to very strong acid sites.