Infrared spectroscopic investigation of diffusion, co-diffusion and counter-diffusion of hydrocarbon molecules in zeolites

Les principes d'une méthode FTIR pour mesurer les diffusivités (D0) dans le cas de diffusion d'un seul composant, ou pour les co- et contre-diffusion dans le cas de mélanges binaires sont introduits. Cette méthode permet aussi de mesurer les données relatives à la diffusion (énergie d'activation EA, chaleur d'adsorption Q) dans des systèmes microporeux tels que H-ZSM-5, la H-mordenite, H,Na-ZSM-5, la silicalite et Li-ZSM-5 et Na-ZSM-5, employés ici. Les adsorbats utilisés sont le benzène, l'éthylbenzène, le p-xylène et la pyridine. La fiabilité de la méthode FTIR a été vérifiée pour le système benzène/H-ZSM-5 en comparant les résultats obtenus par cette méthode avec ceux reportés dans la littérature pour des techniques indépendantes. La comparaison est également faite pour les autres systèmes quand la littérature existe. Les résultats obtenus par FTIR montrent que les diffusivités pour les co- et contre-diffusion sont généralement inférieures de 50% par rapport au système unaire. Pour H-ZSM-5, D0(p-xylène) > D0(benzène), ce qui est a priori inattendu. La limite de température supérieure de l'expérience (575 K) et la forte interaction de la base avec les sites acides de Brønsted des zéolithes rendent l'étude de la diffusion de la pyridine dans la H-mordenite et H-ZSM-5 impossible. La méthode s'applique cependant en l'absence de sites acides forts, par exemple pour les systèmes pyridine/silicalite, pyridine/Li-ZSM-5 et pyridine/Na-ZSM-5. Pour citer cet article : H.G. Karge, C. R. Chimie 8(2005).