2.6.CATALYSEURS ACIDO-BASIQUES :

 LES ZÉOLITHESLes zéolithes sont des alumino-silicates cristallins de formules Mx/n(AlxSi1–x) O2e y H2O (M = H+, NH4+, Na+, Fe2+, La3+...). Ce sont parmi les minerais les plus courants dans la nature, et ils ont été utilisés abondamment en catalyse hétérogène depuis 1970. Ils présentent de nombreux trous, canaux et cavités. Vu que les oxydes et zéolithes sont utilisés extensivement en catalyse hétérogène, il est essentiel de considérer leurs propriétés acido-basiques comme étant définies par leurs propriétés d’acide ou de base de Lewis et d’acide ou de base de BrØnsted. Effectivement, ces oxydes ne jouent pas seulement un rôle de support, ils prennent également une part très active dans les processus d’activation.

 

Quelques représentations de structures zéolithiquesLes acides de Lewis acceptent une paire d’électrons de la part du substrat adsorbé alors que les bases de Lewis donnent une paire d’électrons au substrat adsorbé. Les acides de BrØnsted transfèrent un proton au substrat adsorbé alors que les bases de BrØnsted peuvent abstraire un proton du substrat adsorbé sur la surface. Les acidités de Lewis et de BrØnsted croissent habituellement quand on accroit la charge de l’ion métallique. Par conséquent, Na2O, CaO et Al2O3 sont basiques, alors que SiO2, TiO2et les oxydes de fer sont acides. L’acidité des zéolithes dépend de leur rapport Si/Al. Les aluminosilicates sont anioniques et, étant donné que Al possède un électron de moins que Si, il a donc une affinité électronique supérieure et constitue le site de la charge négative. Il en résulte que le proton se lie à l’atome d’oxygène basique de l’ion tétraédrique AlO4–. L’eau est enlevée par chauffage, ce qui conduit à la formation des ions coordinativement insaturés Al3+ qui sont des acides de Lewis forts20.7.