Physical chemistry of hydrated molecular sieves: combined study of theoretical and experimental approaches. Understanding and outlooks of hydration mechanism of aluminophosphates

Les aluminophosphates microporeux AlPO₄-n possèdent un large potentiel d’applications en tant que catalyseurs et adsorbants et présentent une affinité très particulière avec l’eau. L’hydratation de ces composés à structure zéolithique provoque généralement une modification réversible de leur structure qui peut entraîner une modification de leurs propriétés.

Ici, l’utilisation conjointe de résultats expérimentaux (RMN de l’aluminium et du phosphore, diffraction des rayons~X, analyse thermique, spectroscopie infrarouge) et de calculs théoriques basés sur la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) amène une meilleure compréhension des interactions entre molécules d’eau et aluminophosphates. L’étude d’un solide modèle (AlPO₄-34) de structure CHA apporte des informations sur le comportement de l’eau dans les pores. Elle permet également de présenter les mécanismes d’hydratation et de déshydratation et de proposer une phase partiellement hydratée, en accord avec des résultats expérimentaux. Ensuite, une étude expérimentale détaillée est complétée par une approche théorique statique et dynamique pour apporter des précisions sur la phase hydratée de l’AlPO₄-18.

Guillaume Poulet a reçu le prix de thèse 2003 de la division Chimie physique, division commune à la Société Française de Chimie et à la Société Française de Physique.