Effet des cations à différentes valences sur les propriétés physico-chimiques et structurelles des catalyseurs xérogels synthétisés par le procédé sol-gel

Abstract

Dans le but de mieux diriger la polycondensation des oligomères lors de la synthèse de xérogels d'aluminosilicates amorphes par le procédé sol-gel utilisant Na 2 SiO 3 , nous avons renforcé les sols par des contre-ions à différentes valences (K + , Li + , Mg 2+ et Fe 3+ ) et étudié leurs effets sur les propriétés physicochimiques et structurelles des xérogels en utilisant les techniques DRX, FTIR, BET, MEB, EDS, et ATG ainsi que l'analyse quantitative des sites acides par adsorption de N-butylamine suivie d'un titrage potentiométrique. D'après les résultats, l'introduction de K + a généré des xérogels présentant une bonne porosité et a conféré une résistance au craquage de la matrice. Tout comme Na + , le contre ion Li n’a conféré aux xérogels aucune résistance au craquage de la matrice. Les images MEB de la série SMgX ont révélé l’existence de fissures externes qui disparaissent avec la diminution du rapport Na + /Mg , par contre celles de la série SFeX ont révélé l’existence de profonds mésocraques qui disparaissent avec la diminution du rapport Na + /Fe 3+ . Le caractère amorphe des xérogels n'a pas changé après l'ajout des contre-ions. Les spectres FTIR des xérogels ont montré que la composition des xérogels s’est améliorée après l'ajout des contre-ions. L'échange cationique et l'élimination du soufre ont été beaucoup plus efficaces en présence des contre-ions, ce qui a amélioré l'acidité des xérogels. Le xérogel amélioré préparé avec un rapport Na de 1 a donné un rendement en biodiesel de 80.44 % aux paramètres optimaux et a été utilisé dans trois cycles de réaction sans perte significative de rendement en biodiesel