CARACTERISATIONS PHYSICO-CHIMIQUES DE LA ZEOLITHE BETA SYNTHETISEE EN MILIEU FLUORURE

J. E. Hazm1*, P. Caullet2, J. L. Guth2, M. Ijjaali1

1Université Sidi Mohammed Ben Abdellah, Faculté des Sciences et Techniques Fès-Saïss

B.P. 2202, Fès, Maroc

2Laboratoire de Matériaux Minéraux, UPRES-A 7016, ENSMu-UHA, 3, rue Alfred Werner, F-68093 Mulhouse-Cedex, France

* Corresponding author. E-mail : hazm@caramail.com

Received 20 November 2000 ; revised version accepted 08 June 2001

Abstract

Beta zeolite is usually synthesized from basic media, with the sodium and tetraethylammonium cations as the structuring agents. By using an original synthesis method, consisting in replacing hydroxyde ions by fluoride anions as the mineralizing agent, it has been possible to prepare beta zeolite from near neutral fluoride-containing 1,4-diazabicyclo[222]octane ("DABCO") and methylamine as the templates. Full crystallization of the gel requires the presence of seed crystals. The crystals display a bipyramidal morphology truncated square. The average size of the crystals is higher than 1µm (lies typically between 2 and 10µm). This as-made beta zeolite can be directly converted by calcination into an acid form. The Si/Al molar ratio of the beta samples is ranging from ca 9 to 20. The samples have been characterized by the usual techniques. The 13C MAS NMR shows that the as-made beta samples contain, besides the dabconium cation, a polymeric compound.

Keywords: Beta zeolite ; Synthesis ; Fluoride media ; Solid state; NMR spectroscopy.

Résumé

La zéolithe bêta est habituellement préparée en milieu basique en présence d'ions sodium et tétraéthylammonium comme agents structurants. L'utilisation d'un procédé de synthèse original dans lequel les ions hydroxyls sont remplacés par les ions fluorures comme agent mobilisateur a permis l'obtention de zéolithe bêta à partir d'un mélange réactionnel pratiquement neutre exempt d'ions alcalins et contenant du diazabicyclo[222]octane ("DABCO") et de la méthylamine. La cristallisation complète du gel selon ce nouveau procédé, n'est possible qu'en présence de germes (cristaux de zéolithe bêta broyés). Les cristaux de zéolithe bêta obtenus en milieu fluoré sont pseudo octaédriques et d'une taille moyenne généralement supérieure à un micromètre (typiquement 2µm et jusqu'à 10µm). Le précurseur zéolithique correspondant présente aussi l'avantage de pouvoir être directement transformé par simple calcination en forme acide. Le rapport Si/Al des échantillons ainsi préparés varie de 9 à 20 environ. Ces échantillons ont été caractérisés par les techniques habituelles. En particulier le spectre RMN 13C du précurseur montre la présence à côté du DABCO (ou du cation correspondant) d'un second composé de type polymérique obtenu à partir du DABCO, vraisemblablement selon un mécanisme de polymérisation cationique.

Mots clés : Zéolithe bêta ; synthèse ; milieu fluorure ; spectroscopie RMN du solide.

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