Adsorption isotherms of water as a tool for characterization of metal substituted aluminophosphate molecular sieves

Nous présentons un récapitulatif de nos travaux relatifs à l'adsorption d'eau dans des tamis moléculaires aluminophosphates de type structural AFI. Le mécanisme d'adsorption d'eau est principalement contrôlé par la quantité, et non pas par la nature de l'hétéroélément métallique de substitution. L'étape initiale du processus consiste en une adsorption de type couche. Ceci est suivi par (i) une transition de phase vers de l'eau de type liquide à une pression relative définie qui dépend du taux de substitution puis (ii) par le remplissage final du volume microporeux. L'eau adsorbée forme des îlots autour des centres métalliques, en particulier aux faibles pressions relatives. Ceci a pour effet apparent de moyenner l'adsorption entre celle de type couche et celle liée au remplissage du volume microporeux, cet effet étant d'autant plus prononcé que les teneurs en élément métallique dans les cristaux sont plus élevées. L'effet est visualisé par la transition progressive des isothermes du type IV ou V vers le type I. Les tamis moléculaires neutres, avec des centres métalliques Me3+ substituant Al3+, comme Cr3+ ou Fe3+, ne montrent aucune différence significative du point de vue de l'adsorption d'eau en comparaison des matériaux chargés, pour lesquels des centres métalliques Me2+ ou Me4+ sont présents dans la charpente minérale. Les évolutions régulières des isothermes d'adsorption d'eau, en fonction de la teneur en hétéroélément métallique, peuvent être utilisées comme preuve de l'incorporation des ces hétéroéléments dans la charpente minérale. Pour citer cet article : J. Kornatowski C. R. Chimie 8 (2005).