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Catalyse et Séparation

La combine des adsorbants zéolithiques pour séparer les xylènes

Depuis plusieurs années, IFPEN a développé des adsorbants à base de zéolithe faujasite pour le procédé Eluxyl® de séparation des xylènes, destinés à la fabrication de résine PETa.
Pour autant, en dépit des nombreux travaux de recherche menés sur le sujet, l’origine de la sélectivité des isomères du xylène dans ces zéolithes restait jusqu’à présent une question ouverte.

Ceci a récemment évolué, grâce à une nouvelle stratégie expérimentale de type combinatoire, déployée en collaboration avec l’IRCELyon(1), qui fait appel à l’EHDb associée à l’analyse statistique des données d’adsorption obtenues.

La méthode repose sur l’établissement de modèles statistiques corrélatifs de type structure-propriétéc, approche qui a rarement été appliquée au domaine des matériaux pour la séparation par adsorption. Après la constitution d’une bibliothèque de 70 adsorbants, ceux-ci ont fait l’objet de tests au moyen de dispositifs expérimentaux dédiés, automatisés et parallélisés.

L’analyse statistique des résultats a été menée aussi bien sur les propriétés d’adsorption, révélant à cette occasion l’existence de différentes classes d’adsorbants(2), que sur les descripteurs des solides testés, permettant ainsi de sélectionner les plus pertinents.

Les descripteurs retenus pour le modèle corrélatif entre structure et propriétés d’adsorption caractérisent essentiellement l’état de confinement des molécules au cœur de la zéolithe faujasite. Ce confinement peut conférer, lors de l’adsorption, des configurations plus favorables à certaines molécules, expliquant ainsi le caractère entropique de la sélectivité au sein de ce matériau.

En améliorant la compréhension des matériaux explorés et en aidant à cibler a priori les meilleures structures, cette stratégie expérimentale combinatoire va contribuer à la découverte de nouveaux adsorbants, optimisés pour l’application concernée.

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a- Polyéthylène téréphtalate
  
b- Expérimentation haut débit
   
c- Modèles QSPR (Quantitative Structure-Properties Relationship)

 

Contact scientifique : catherine.laroche@ifpen.fr

Article paru dans Science@ifpen n° 25 - Juillet 2016

Publications

  1. Y. Khabzina, thèse de doctorat UCBL, 2015
        
  2. Y. Khabzina, C. Laroche, J. Perez Pellitero, D. Farrusseng, soumis à Microporous Mesoporous Materials.

 

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Vidéo EHD

L'expérimentation haut débit - EHD (voir la vidéo)