Etude de l'adsorption du NO, du CO et de l'eau sur les faujasites NaY et NaX pour traiter les gaz d'échappement diesel : isothermes, modélisation des équilibres et calculs DFT

Cette étude examine l'adsorption sélective des polluants NO et CO en présence d'eau, par des zéolites Y et X échangées au sodium, pour le traitement des gaz d'échappement diesel à démarrage à froid. Des expériences d'adsorption volumétrique ont été réalisées à des températures comprises entre 278 et 318 K, et des isothermes à composant unique ont été tracées à l'aide de l'équation de Toth. Nos résultats ont montré que la zéolite X atteignait des capacités d'adsorption plus élevées que la zéolite Y pour tous les gaz, soulignant l'impact positif d'un rapport Si/Al plus faible sur l'adéquation de notre matériau. Les chaleurs isostériques et la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) montrent que les zéolites ont une affinité plus forte pour H2O, tandis que NO et CO s'adsorbent avec des énergies de liaison comparables. Une hystérésis est observée lors de l'adsorption de NO sur NaX, ce qui indique une chimisorption. De plus, les adsorptions simulées par DFT réalisées sur des faujasites représentatives échangées avec du Na ont permis de mieux comprendre les interactions entre les molécules et les cations. Les simulations de co-adsorption révèlent que l'augmentation de la couverture en H2O déplace à la fois le CO et le NO des sites Na. Les simulations DFT d'adsorptions multimoléculaires ont confirmé la saturation des sites Na après l'adsorption de 3-4 molécules, avec une baisse séquentielle des énergies de liaison. Dans l'ensemble, ce travail combinant expérimentation et théorie explore la possibilité de mettre en œuvre des faujasites à échange de Na avec un faible rapport Si/Al pour la capture de polluants à basse température.