Résumé
Depuis leur découverte en 1756, les zéolithes ont suscité beaucoup d’attention et sont toujours au cœur de nombreuses études de par leurs propriétés structurales uniques et leurs applications dans de nombreux domaines dont la catalyse et la chimie séparative [1]. Le développement des synthèses hydrothermales a permis d’accéder à un large panel de zéolithes proposant des morphologies et des structures tridimensionnelles très variées. Des études récentes ont également permis de mettre en évidence l’importance du traitement ultrasonore au cours de la préparation de ces matériaux et son influence sur les cinétiques de transformation des phases cristallines [2]. Au cours de la présente étude nous nous sommes intéressés à l’influence des ultrasons et des conditions hydrothermales sur la synthèse de zéolithe de type LTA mais nous avons également considéré pour la première fois le couplage simultané des ultrasons et des conditions pour la synthèse de ce type de matériaux. Ce travail a pu être réalisé grâce à un réacteur sonohydrothermal permettant l’application d’une irradiation ultrasonore à 20 kHz au sein d’un réacteur de type autoclave chauffé jusqu’à 200 °C sous pression autogène [3]. Cette synthèse faisant intervenir la précipitation d’un gel d’aluminosilicate en milieu basique et sa transformation sous conditions hydrothermales entre 100 et 150 °C, l’action des ultrasons au cours de l’étape de précipitation mais également pendant le processus de cristallisation du matériau a été considérée. Afin d’évaluer l’influence des conditions opératoires sur la morphologie, les propriétés structurales ainsi que sur les cinétiques de cristallisation des différentes phases en présence, l’ensemble des produits synthétisés a été caractérisé par plusieurs techniques analytiques dont la diffraction des rayons X (DRX), l’adsorption de gaz (BET) et la microscopie électronique (MET/MEB). L’ensemble de ces résultats a permis de mettre en évidence une forte influence des conditions sonohydrothermales sur la morphologie ainsi que sur la cinétique de transformation de la zéolithe LTA en sodalite observable après seulement 4h de traitement à 100 °C comme indiqué en Figure 1 alors que des temps de près de 22 h sont nécessaires sans irradiation ultrasonore en conditions hydrothermales classiques [4].[1]. Moshoeshoe M., M. S. Nadiye-Tabbiruka et V. Obuseng 2017, Am. J. Mater. Sci.,7(5), 196-221[2]. Gordina N. E., V. Yu. Prokof’ev, Yu. N. Kul’pina, N. V. Petukhova, et al, 2017, Glass Ceram., 73, 334-337 [3]. C. Cau, Y. Guari, T. Chave, J. Larionova, P. Pochon, S.I. Nikitenko, 2013, J. Phys. Chem. C, 117, 22827-22833[4]. Greer H, P. S. Wheatley, S. E. Ashbrook, R. E. Morris et W. Zhou 2009, J. Am. Chem. Soc., 131, 17986-17992