Pourquoi la ZSM-5 est-elle une zéolite importante ?
Qu'est-ce que le ZSM-5 ?
(ZSM-5)
ZSM-5-Zeolite Socony Mobil-5, est une zéolithe synthétique. Elle contient du dioxyde de silicium (Si) et de l'alumine (Al), la proportion de dioxyde de silicium étant plus importante que celle de l'alumine. La formule chimique de la ZSM-5 est NanAlnSi96-nO192-16H2O (0
Structure de la zéolithe ZSM-5
est composé de plusieurs unités de pentasil reliées entre elles par des ponts d'oxygène pour former des chaînes de pentasil. Comme les unités pentasil, chaque trou à 10 anneaux a pour sommets Al ou Si, un O étant supposé être lié entre chaque sommet. Chaque feuille ondulée est reliée par des ponts d'oxygène pour former une structure avec "des canaux droits à 10 anneaux parallèles aux ondulations et des canaux sinusoïdaux à 10 anneaux perpendiculaires aux feuilles".
La structure moléculaire de la zéolithe ZSM-5 présente des pores et des canaux bien définis dans la structure de la zéolithe. Les boules jaunes représentent le Si et les boules rouges représentent l'O.
La structure de la zéolithe ZSM-5 en montrant le tétraèdre de coordination.
Synthèse de la zéolithe ZSM-5
À l'heure actuelle, les méthodes de synthèse de ZSM-5 les plus courantes peuvent être divisées en trois catégories : synthèse dans des systèmes organiques et inolamines, dans des systèmes de chargement et dans des systèmes hydrothermaux/non hydrothermaux. Bien que les méthodes susmentionnées fassent appel à des modèles différents, les matières premières (y compris les sources discrètes de silicium et d'aluminium) et les principes restent inchangés. La structure de la matière première est réarrangée pour former une structure poreuse unique, que nous appelons le tamis moléculaire.
L'étude a montré que la propriété de cristallisation d'un système de gel peut être formée en utilisant différents inducteurs organiques. Van der Gaag montre que le 6-hexanediol, le 1,6-hexane diamine, le 1-propanol, le 1-propylamine et le pentaérythritol favorisent tous la formation de cette structure. Ainsi, dans ce cas, le cation TPA+ est l'additif de choix pour les mélanges synthétiques car il favorise fortement la formation de structures ZSM-5 dans la gamme la plus large de rapports SiO2/Al2O3. Toutefois, les inconvénients de cette approche sont le coût élevé de l'additif, sa corrosivité et la nécessité d'éliminer l'additif avant d'utiliser l'activité catalytique de la zéolithe. Des tentatives ont été faites pour synthétiser des zéolithes ZSM-5 à partir d'un milieu gélifié sans modèle. Certains résultats ont permis d'obtenir des matériaux ZSM-5 hautement cristallins. Des tentatives sont en cours pour produire efficacement des zéolithes ZSM-5 bien cristallisées à un coût minimal.
