Screening DFT des zéolites cationiques de type faujasite pour l'adsorption de NO, NO2 et H2O

Les NOx libérés par les moteurs (diesel) dans un environnement de travail confiné, dépourvu de ventilation et de traitements des gaz d'échappement, représentent un problème majeur de santé et de sécurité au travail. Le traitement catalytique peut résoudre le problème à des températures élevées supérieures à 200 °C mais, jusque-là, les fumées sont libérées sans être traitées.
Pour traiter ce problème, des matériaux capables de capturer les NOx à basses températures et de les libérer à des températures plus élevées sont introduits. Les zéolithes promotrices de Pt et Pd constituent des candidats attrayants en raison de leur bonne stabilité mécanique et de leur structure poreuse offrant des capacités d'adsorption élevées. De plus, elles traitent bien l'empoisonnement au soufre qui avait limité l'application de matériaux précédemment étudiés. Cependant, leur prix est encore trop élevé, ce qui motive la recherche de cations alternatifs.
Dans ce travail, la faujasite échangée avec des cations monovalents et divalents et Si/Al = {47, 23, 2.43, 1.4} a été étudiée théoriquement, en utilisant la DFT+D2. Les énergies d'adsorption ont été obtenues pour H2O et NOx à 0 K. La sélectivité et l'efficacité des différentes structures d'échange de cations sont explorées, indiquant Fe2+ comme une alternative de métal noble.