L'échange d'ions organiques dans les zéolites synthétiques du type faujasite : effets stériques

Synthetic zeolites of faujasite type constitute the most open mineral structures. Their alumine silicate framework is composed of small cavities (6. 6 Å) and large holes 13 Å) interconnected by rings of six oxygen ions with a free diameter of 2. 2 Å. Small ions can pass through all these cavities and an ion exchange similar to that pointed out in classic clay minerals can take place. The exchange of alkyl and arylammonium ions which is studied here is restricted to large cavities. But even in these cavities, the available volum is not infinite and steric effects could limit exchange. The authors show that the upper limits of exchange with large ions are not governed by the available volum but rather by factors influencing also the selectivity of exchange. Selectivity is more important in the case of ions with aromatic character, which have a rather strong acidity. This very marked selectivity is explained by the affinity of zeolitic framework for protons.Les zéolites synthétiques du type faujasite constituent les structures minérales les plus ouvertes. Leur réseau alumino-silicique comporte des petites cavités (Ø 6,6 et des grandes cavités ((Ø 13 Å) interconnectées par des anneaux de 6 ions d'oxygène ayant un diamètre libre de 2,2 Å. Les ions à faibles dimensions (K* inclus) peuvent migrer à travers toutes ces cavités et exécuter un échange ionique semblable à celui observé dans les argiles classiques. L'échange des ions alkyl-et arylammonium, étudié dans ce travail, est restreint aux grosses cavités. Même dans ces cavités le volume disponible n'est pas infini et des effets stériques pourraient limiter l'échange. Nous démontrons que les limites supérieures de l'échange avec des ions volumineux ne sont pas déterminées par le volume disponible, mais plutôt par des facteurs influençant également la sélectivité de l'échange. La sélectivité est plus grande dans le cas des ions à caractère aromatique qui ont une acidité assez prononcée. Cette sélectivité très marquée est expliquée par l'affinité du réseau zéolitique pour les protons.Vansant E., Theng B.K.G., Maes A., Uytterhoeven J. L'échange d'ions organiques dans les zéolites synthétiques du type faujasite : effets stériques. In: Bulletin du Groupe français des argiles. Tome 21, fascicule 1, 1969. pp. 46-65