Synthèse hydro- ou organothermale de zéolithes et de solides microporeux apparentes : rôle des anions F dans la stabilisation des unités D4R
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Cette thèse traite de la synthèse de deux familles de solides microporeux : les zéolithes et les gallophosphates. Celles-ci s'obtiennent généralement par cristallisation hydrothermale d'un mélange réactionnel aqueux en présence d'un structurant, le plus souvent organique. Le solvant, par son effet directeur, joue un rôle prédominant dans la synthèse de ces matériaux. Depuis quelques années, de nombreuses zéolithes et matériaux microporeux apparentés ont été obtenus à partir de gels réactionnels non- ou quasi non-aqueux. L'utilisation de solvants organiques permet ainsi d'envisager de nouvelles voies de synthèse. Le travail a porté dans un premier temps sur la synthèse d'aluminosilicates en utilisant le p-dioxane en tant que solvant. Les deux résultats majeurs ont été la synthèse des zéolithes mazzite et offrétite à partir de gels réactionnels à forte teneur en p-dioxane (85% en masse). L'utilisation de diverses techniques, en particulier la RMN du solide, a permis de montrer que le couple sodium/p-dioxane jouait le rôle de structurant de ces deux composés. La synthèse de silicates en milieu éthylène glycol a, quant à elle, conduit à un nouveau matériau purement silicique, appelé Mu-11, dont la structure, du fait de la présence de groupements Si-O−, est tout à fait originale. Ce composé appartient ainsi à une nouvelle famille de matériaux siliciques microporeux, celle des Porisils (porous interrupted framework silicas). Un autre aspect de cette thèse a porté sur la compréhension des mécanismes de synthèse des matériaux microporeux en milieu fluoré. En effet, lorsque le fluor est présent dans le matériau, celui-ci est très souvent localisé dans des unités cubiques, nommées D4R, qui pourraient être les «briques élémentaires» de construction de la charpente minérale microporeuse. Bien que les essais de mise en évidence, en solution, de ces entités par RMN liquide in situ n'aient pas abouti, l'existence de celles-ci demeure envisageable. L'utilisation d'amines linéaires en tant que structurants dans la synthèse de fluorogallophosphates a conduit à deux nouveaux composés. La phase Mu-15, en particulier, a permis de confirmer le rôle prépondérant du fluor en tant que structurant des unités D4R, dans le système gallophosphate.