Dans Science du 14 mai 2004, les chercheurs du Laboratoire de Matériaux Minéraux (CNRS-ENSCM-UHA)1 décrivent la synthèse d'une nouvelle zéolithe. Les zéolithes sont des aluminosilicates cristallisés microporeux utilisés comme catalyseur en pétrochimie, ou pour l'adsorption sélective de molécules. La nouvelle zéolithe IM-12 est la première zéolithe stable à haute température présentant à la fois de très larges pores et un système de canaux interconnectés. Elle ouvre ainsi de nouvelles perspectives pour le traitement de molécules de grande taille, en particulier dans le domaine du raffinage pétrolier.
Les zéolithes sont des matériaux naturels ou de synthèse dont la charpente résulte de l'assemblage tridimensionnel d'unités tétraédriques formées par quatre atomes d'oxygène liés à un atome central (silicium, aluminium,...). L'assemblage ordonné de ces unités dans l'espace conduit à un système poreux caractérisé par une taille de pores qui varie de 4 à 10 Å environ.
Ces tamis moléculaires permettent la séparation de molécules de différentes tailles. Ils permettent également de catalyser des réactions chimiques impliquant des molécules capables de pénétrer à l'intérieur des canaux. Les zéolithes sont ainsi utilisées pour l'adsorption et la décomposition de molécules odorantes ou polluantes (bâtiments d'élevage d'animaux, chambres frigorifiques, industrie...). En catalyse, les zéolithes ont d'importantes applications dans l'industrie pétrolière (augmentation de l'indice d'octane des essences...) et en pétrochimie.
En remplaçant certains atomes de silicium par du germanium, l'équipe de Jean-Louis Paillaud a obtenu une zéolithe à larges pores (de 8,5 à 9,5 Å de diamètre) stable thermiquement qui résiste à plusieurs cycles de chauffage à 600°C. La caractéristique la plus intéressante de ce nouveau matériau réside dans l'association d'une taille de pores élevée et d'un système de canaux interconnectés. Cette découverte ouvre des perspectives intéressantes en vue d'applications en catalyse ou en adsorption.
La découverte de la zéolithe IM-12 va être développée en collaboration avec l'Institut Français du Pétrole.
Notes :
1 : Laboratoire de Matériaux Minéraux (Directeur : Joël Patarin) : CNRS - Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Mulhouse - Université de Haute Alsace. Mulhouse.
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