Abstract FR:

La sélectivité d'adsorption du p-xylène vis-à-vis du m-xylène dépend du remplissage des cages, de la composition du mélange a séparer et de la nature du cation compensateur de charge. Cette dernière variable est la clef du processus d'adsorption sélective des xylènes. L'approche énergétique du processus de coadsorption par calorimétrie différentielle couplée a la chromatographie en phase gazeuse a permis d'obtenir les enthalpies différentielles de coadsorption et les entropies molaires de la phase adsorbée en fonction du remplissage. De plus, l'effet de la température et de l'eau préadsorbée sur la sélectivité d'adsorption a été abordé de manière approfondie. D'après ce travail, il apparait que les cations compensateurs de charge créent un encombrement stérique dans les cages , qui conduit à une modification des sites d'adsorption accompagnée de réarrangements moléculaires, favorable à l'adsorption de l'isomère de plus petite taille et de plus haute symétrie, le p-xylène. Cet encombrement dépend de la taille des cations et de leur charge mais aussi de leur distribution sur les divers sites disponibles dans la charpente qui est différente selon la valeur du rapport Si/Al de la zéolithe. En effet, si dans le cas des zéolithes au sodium, ou l'encombrement stérique créé est faible, le processus de coadsorption parait assez homogène au cours du remplissage des cages (sites énergétiquement équivalents), l'introduction dans la charpente de gros cations baryum conduit à un processus d'adsorption beaucoup plus hétérogène du point de vue énergétique. Des phénomènes entropiques semblent mis en jeu lorsqu'apparait le processus d'adsorption sélective, ce qui traduit l'existence de sites d'adsorption énergétiquement différents et globalement favorables au p-xylène. Ces phénomènes entropiques semblent jouer un rôle important dans le processus de séparation et sont sensibles à la présence de molécules hôtes dans la zéolithe (eau) ainsi qu'à la variation de la température d'adsorption.