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ZÉOLITES

Zéolites synthétiques

Les zéolites naturelles ont été trouvées dans des roches basaltiques ou dans des sédiments comme produits d'altération. Elles s'y forment selon un processus hydrothermal qui a été étudié et reproduit en vue d'obtenir des variétés synthétiques. La synthèse hydrothermale consiste en la cristallisation d'une zéolite à partir d'un mélange ternaire contenant l'eau comme solvant, un aluminosilicate solide comme substance nutritive et un agent minéralisant. Le composé aluminosilicate, dans ce milieu réactionnel de bases fortes, se dissout et se réorganise. Ensuite des germes se forment, éventuellement après une période d'induction ; cette période de germination est suivie par une période de croissance des germes.

La réaction de cristallisation de zéolites par la méthode hydrothermale a souvent été rationalisée comme un phénomène autocatalytique, dépendant de la température et de l'alcalinité du milieu réactionnel. Jusqu'à présent, le rôle respectif des phases solides et liquides n'est pas connu. Par ailleurs, il est certain que la nature des cations et leur concentration jouent un rôle prépondérant. Ces cations interviennent dans la cristallisation comme source de basicité ; ils stabilisent de façon spécifique la formation de certaines unités structurales et déterminent ainsi la formation d'une structure particulière.

Dans les études récentes, on attache beaucoup d'importance à l'emploi de bases organiques dans les mélanges d'alcalis. Cette méthode a permis d'obtenir un grand nombre de nouvelles espèces zéolitiques riches en SiO2, avec une stabilité thermique remarquable et d'intéressantes propriétés adsorbantes et catalytiques. En outre, l'addition de bases organiques a permis de synthétiser des « polymorphes » de SiO2 avec la charpente zéolithique : la silicalite, qui a été synthétisée par cette méthode, a une structure très proche de celle de la zéolite ZSM-5, mais ne contient pas d'aluminium et, par conséquent, ne contient pas non plus de cations échangeables dans le réseau.

Des zéolites peuvent aussi être synthétisées à partir de substrats réactifs autres que les gels d'aluminosilicates, comme des verres volcaniques pulvérisés, ou des minéraux argileux (par exemple, la kaolinite, le métakaolin et la montmorillonite). Il en résulte qu'une variation d'un paramètre peut modifier les pseudo-équilibres et entraîner la formation d'une nouvelle zéolite.

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Écrit par

  • : chargé de cours à l'université catholique de Louvain( Belgique), maître de recherche au Fonds de la recherche scientifique de Belgique

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Classification

Pour citer cet article

Pierre Auguste JACOBS. ZÉOLITES [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Charpente : constitution - crédits : Encyclopædia Universalis France

Charpente : constitution

Encyclopædia Universalis France

Charpentes caractéristiques - crédits : Encyclopædia Universalis France

Charpentes caractéristiques

Encyclopædia Universalis France

Utilisation comme échangeurs de cations - crédits : Encyclopædia Universalis France

Utilisation comme échangeurs de cations

Encyclopædia Universalis France

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Autres références

  • ANALCIME

    • Écrit par Michel GIBERT
    • 386 mots

    Du grec analkis (faible), allusion au fait que l'analcime (ou analcite) s'électrise peu par friction.

    De formule brute [Si2AlO6]Na,H2O, l'analcime est une des zéolites les plus communes. Elle peut être assimilée à un feldspathoïde dans les laves alcalines sous-saturées et, moins...

  • CHIMIE - Histoire

    • Écrit par Élisabeth GORDON, Jacques GUILLERME, Raymond MAUREL
    • 11 186 mots
    • 7 médias
    Robert Boyle - crédits : Oxford Science Archive/ Print Collector/ Getty Images
    ...que l'on cherche à remplacer par des matériaux moins coûteux), les alliages, les oxydes métalliques et les catalyseurs acides. Dans ce dernier domaine, les zéolithes (fig. 2), solides poreux dont on peut régler la taille et la dimension des cavités, trouvent de nombreuses applications aussi bien dans...

  • EAU - Propriétés physico-chimiques

    • Écrit par Antoine POTIER
    • 2 238 mots
    • 4 médias
    Leszéolites naturelles ou artificielles, échangeurs d'ions minéraux et tamis moléculaires, forment des cages dans lesquelles l'eau est piégée. Ce sont des alumino-silicates. Le zéolite « A » Na12[(AlO2)12(SiO2)12]peut capter 27 H2O qu'il perd progressivement quand la température...

  • INTERFACES

    • Écrit par Simone BOUQUET, Jean-Paul LANGERON
    • 8 287 mots
    • 8 médias
    L'adsorption est exploitée comme méthode de pompage. Il est possible de fixer des quantités très importantes de gaz sur des zéolites (tamis moléculaires) refroidis à l'azote liquide. Le phénomène est réversible et les pompes sont régénérées par retour à la température ambiante. Les zéolites présentent...
  • Afficher les 12 références

Voir aussi

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