Etude de la relaxation diélectrique de 1Hz à 10⁹Hz dans les zéolites A, X, Y, M, ZSM5

UA 287 «Centre Hyperfréquences et Semi-conducteurs», Bâtiment P3, 3 e étage, Université de Lille 1, 59655 Villeneuve d'Ascq Cedex, France, France.

Résumé

Nous présentons une étude expérimentale des propriétés diélectriques de zéolithes synthétiques effectuée dans une très large gamme de fréquences (1 Hz-1 GHz). Pour tous les échantillons étudiés (zéolithes de type A, X, Y, M et ZSM5), l’existence d’un domaine de relaxation diélectrique (domaine 2) est mise en évidence pour la première fois à notre connaissance. Il est interprété à partir d’un modèle de polarisation que nous avons publié précédemment, basé sur l’existence de mouvements collectifs de cations s’exerçant dans un volume microscopique ("cluster"). Nous complétons ce modèle en montrant ici que tous les cations participent à la polarisation électrique et que pour les zéolithes X et Y les sauts sont déclenchés de façon préférentielle par les cations situés dans les sites SIII'. Enfin, nous montrons qu’il est possible, à partir de l’amplitude du domaine 2, de donner un ordre de grandeur de la perte de cristallinité (lors de la synthèse d’une zéolithe ou lors d’un processus de désalumination par exemple).

Abstract

We report an experimental study of the dielectric properties of synthetic zeolites performed in a wide frequency range (1Hz - 1GHz). For all the studied samples (A, X, Y, M, ZSM5 type zeolites), the existence of a dielectric relaxation domain (domain 2) is put forward for the first time to our knowledge. Domain 2 is interpreted with a previous published model based on collective motions of the cations in a microscopic volume ("cluster"). In this paper, we complete the model by showing that all the cations participate to the observed electrical polarization and for X and Y zeolites that the jumps are preferentially initiated by the cations situated in SIII’ sites. At last, we show from the amplitude of domain 2 that it is possible to infer an order of magnitude of the loss of cristallinity (due to a bad synthesis of a zeolite or to a dealumination process for example).