LAboratoire de Spectrochimie Infrarouge et Raman – UMR 8516
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Séminaire du Dr. Benoit Coasne

CNRS and Massachusetts Institute of Technology, MultiScale Materials Science for Energy and Environment
Massachusetts Institute of Technology, Department of Civil and Environmental Engineering
UMI-CNRS 3466, USA
Adsorption et transport dans des matériaux poreux hiérarchisés

Alors que les matériaux microporeux (taille de pore inférieure à 2 nm) tels que les zéolithes ou les MOF (Metal Organic Framework) possèdent des propriétés d’adsorption et de catalyse très avantageuses, leur utilisation est souvent limitée par des problèmes de diffusion des adsorbats au sein de leur porosité. Ainsi, de nombreux efforts ont été déployés pour améliorer la diffusion des molécules au sein des cristaux de zéolithes en concevant et synthétisant des matériaux poreux hiérarchisés combinant des échelles de porosité allant de la microporosité (< 2 nm), à la mésoporosité (2-50 nm) et la macroporosité (< 50 nm). Ces solides combinent les avantages suivants : (1) une large surface de “sites actifs” pour une application donnée dans la plus petite échelle de porosité et (2) un accès amélioré à ces sites grâce au transport efficace dans les plus grandes échelles de porosité.

Dans cet exposé, je présenterai une étude sur le comportement d’adsorbats confinés dans des solides poreux hiérachisés. Nous avons d’abord réalisé des simulations de type Monte Carlo dans l’ensemble Grand Canonique (GCMC) afin de déterminer la quantité de fluide adsorbée dans chaque échelle de porosité. Ensuite, en partant de configurations bien équilibrées obtenues par simulation Monte Carlo, nous avons étudié dans un deuxième temps la dynamique et transport d’un fluide confiné à l’aide de simulations de Dynamique Moléculaire.

Modèles de solides poreux hiérachisés
(gauche) Silice mésoporeuse (type MCM-41) de diamètre D = 4.2 nm dont les murs sont zéolithiques (Faujasite).
(droite) Nanocristal de zéolithe (FAU) d’une taille de 3 nm incorporé dans un mésopore cylindrique (type silice MCM-41) ayant un diamètre D = 4.2 nm et une longueur ~20 nm.

B. Coasne, A. Galarneau, C. Gerardin, F. Fajula, and F. Villemot, Langmuir 29, 7864-7875 (2013)

Le séminaire aura lieu le 27.09.2013 à 09h30
salle de réunion du LASIR, sous-sol bâtiment C5