CA2297557A1 - Materiaux siliciques mesostructures et leur procede de fabrication - Google Patents
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- C01P2006/16—Pore diameter
Abstract
La présente invention concerne des matériaux siliciques mésostructurés ain si que leur procédé de fabrication. Le procédé comprend l'utilisation d'un agen t tensioactif comprenant un surfactant cationique organique et un surfactant anionique organique, combinés à une solution basique de silice, permettant ainsi l'usage d'un rat io surfactant: silice inférieur à 1. Par le fait même, la formation de mousse ou de bulles qui gênent considérablement au lavage subséquent est évitée. De cette façon, la presque totalité du surfactant est consommée dans la fabrication de la silice mésostructurée, et l'excès de silice peut être aisément retiré et recyclé ultérieurement.
Description
TITRE
Matériaux siliciques mésostructurés et leur procédé de fabrication.
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne des matériaux siliciques mésostructurés ou mésoporeux, ainsi que leur procédé de fabrication. Le procédé comprend l'utilisation d'un agent tensioactif comprenant un surfactant cationique organique et un surfactant anionique organique, combinés à une solution basique de silice, permettant ainsi l'usage d'un ratio surfactant : silice inférieur à 1. Par le fait même, la formation de mousse ou de 1 o bulles qui gênent considérablement au lavage subséquent est évitée. De cette façon, la presque totalité du surfactant est consommée dans la fabrication de la silice mésostructurée, et l'excès de silice peut être aisément retiré et recyclé
ultérieurement.
ART ANTÉRIEUR
Les procédés actuels pour l'obtention de silices mésostructurées utilisent une stoechiométrie surfactant : silice de 1 : 1. Dans l'alternative, un excès de surfactant est présent lors de la synthèse. Comme le surfactant est un composé très cher, il en résulte donc que les produits obtenus par le procédé conventionnel sont coûteux.
Matériaux siliciques mésostructurés et leur procédé de fabrication.
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne des matériaux siliciques mésostructurés ou mésoporeux, ainsi que leur procédé de fabrication. Le procédé comprend l'utilisation d'un agent tensioactif comprenant un surfactant cationique organique et un surfactant anionique organique, combinés à une solution basique de silice, permettant ainsi l'usage d'un ratio surfactant : silice inférieur à 1. Par le fait même, la formation de mousse ou de 1 o bulles qui gênent considérablement au lavage subséquent est évitée. De cette façon, la presque totalité du surfactant est consommée dans la fabrication de la silice mésostructurée, et l'excès de silice peut être aisément retiré et recyclé
ultérieurement.
ART ANTÉRIEUR
Les procédés actuels pour l'obtention de silices mésostructurées utilisent une stoechiométrie surfactant : silice de 1 : 1. Dans l'alternative, un excès de surfactant est présent lors de la synthèse. Comme le surfactant est un composé très cher, il en résulte donc que les produits obtenus par le procédé conventionnel sont coûteux.
2 o La purification, le stockage et la transformation de produits chimiques interviennent dans tous les procédés chimiques industriels. Ils mettent en jeu des principes de diffusion, de séparation, d'adsorption et de réactions de surface (catalytiques de préférence) faisant intervenir des solides poreux. Un grand volume poreux est nécessaire pour la capacité d'adsorption alors qu'une grande surface développée favorise les propriétés de séparation et de réactivité catalytique. La recherche de nouveaux matériaux solides ayant un grand volume interne, une surface spécifique supérieure à 300 m2/g et une porosité régulière dans le domaine nanométrique constitue un nouveau domaine en pleine émergence, celui des tamis moléculaires mésoporeux.
Les zéolites qui présentent le type de caractéristiques cité plus haut dans le domaine microporeux (pores plus petits, vide infra) sont utilisés dans les diverses étapes de la production de certains produits chimiques. Ce sont des aluminosilicates cristallisés mis en oeuvre dans le craquage pétrolier et d'autres procédés de raffinage.
Les zéolites 1 o sont aussi employées dans beaucoup d'autres procédés catalytiques incluant les procédés de dépollution. Elles sont aussi utilisées comme adsorbant, desséchant et purifiant en particulier pour les gaz. Leur volume interne est typiquement de l'ordre de 0.1 à 0.3 cm3 par gramme pour une surface de l'ordre de 500 m2/g. La taille des pores varie de 1.5 à 0.4 nm selon leur structure cristalline. Seules de petites molécules peuvent y entrer, ce qui fait qu'elles agissent donc en tamis moléculaire microporeux. On conçoit donc leur application comme catalyseur de synthèse d'essences légères en raffinage pétrolier et comme desséchant et filtre moléculaire pour la purification des gaz. Leur stabilité
thermique permet leur recyclage et elles sont de plus non toxiques. Cependant, lorsqu'il s'agit de traiter des molécules plus grosses provenant des goudrons par exemple ou de 2 o molécules utiles en chimie fine telles les molécules aromatiques polysubstituées, les molécules polyaromatiques, les molécules aux propriétés médicinales etc., les zéolites sont inactives. Il est alors nécessaire d'utiliser des oxydes dits mésoporeux possédant des cavités de taille supérieure à 1.5 nm. Dans ce domaine de tailles de pores, il existe depuis longtemps des matériaux tels les charbons activés, les silices, les alumines, les silices
Les zéolites qui présentent le type de caractéristiques cité plus haut dans le domaine microporeux (pores plus petits, vide infra) sont utilisés dans les diverses étapes de la production de certains produits chimiques. Ce sont des aluminosilicates cristallisés mis en oeuvre dans le craquage pétrolier et d'autres procédés de raffinage.
Les zéolites 1 o sont aussi employées dans beaucoup d'autres procédés catalytiques incluant les procédés de dépollution. Elles sont aussi utilisées comme adsorbant, desséchant et purifiant en particulier pour les gaz. Leur volume interne est typiquement de l'ordre de 0.1 à 0.3 cm3 par gramme pour une surface de l'ordre de 500 m2/g. La taille des pores varie de 1.5 à 0.4 nm selon leur structure cristalline. Seules de petites molécules peuvent y entrer, ce qui fait qu'elles agissent donc en tamis moléculaire microporeux. On conçoit donc leur application comme catalyseur de synthèse d'essences légères en raffinage pétrolier et comme desséchant et filtre moléculaire pour la purification des gaz. Leur stabilité
thermique permet leur recyclage et elles sont de plus non toxiques. Cependant, lorsqu'il s'agit de traiter des molécules plus grosses provenant des goudrons par exemple ou de 2 o molécules utiles en chimie fine telles les molécules aromatiques polysubstituées, les molécules polyaromatiques, les molécules aux propriétés médicinales etc., les zéolites sont inactives. Il est alors nécessaire d'utiliser des oxydes dits mésoporeux possédant des cavités de taille supérieure à 1.5 nm. Dans ce domaine de tailles de pores, il existe depuis longtemps des matériaux tels les charbons activés, les silices, les alumines, les silices
-3-alumines et les oxydes de magnésium, de titane et de zirconium etc. Ces oxydes présentent des caractéristiques moins intéressantes que les zéolites, i.e. un volume poreux inférieur à 0.05 cm3/g, une surface spécifique le plus souvent inférieure à
100 m2/g et une large distribution de tailles de pores. Ce sont les silices qui possèdent les meilleures s caractéristiques dans ce groupe d'oxydes. Elles ont typiquement des surfaces et des volumes poreux semblables aux zéolites, sans pour autant atteindre les propriétés de tamis moléculaire à cause de leur large distribution de pores variant de 2 à 8 nm.
Elles sont utilisées en séparation, particulièrement en synthèse organique. Les nouveaux oxydes mésostructurés à partir de molécules tensioactives présentent des caractéristiques de 1 o surface spécifique beaucoup plus élevée (> 300mz/g) et une distribution de pores très étroite à l'instar des zéolites. Ces oxydes permettent de "trier" des molécules de tailles variant de 1 à 100 nm, ce qui leur vaut la dénomination de tamis moléculaires mésoporeux.
15 La première percée dans le domaine des tamis moléculaires mésoporeux est attribuée aux japonais annonçant dès 1990 la synthèse de la FSM-16. Ce matériau est obtenu par traitement basique de la kanémite (silicate de sodium lamellaire) en présence de chlorure de cétyltriméthylammonium (CTMACI). La diffraction des rayons X
révèle que la structure est hexagonale. La microscopie électronique confirme la symétrie en 2 o mettant en évidence une structure très régulière de type "nid d'abeille"
formée de canaux monodimensionnels d'environ 3.0 nm de diamètre interne ayant une épaisseur de mur de 0.7 à 1.0 nm. La calcination à 500-600°C ne détruit pas cet arrangement spatial et permet de libérer l'intérieur des canaux par combustion des molécules de surfactant.
Le diamètre moyen des pores définit une distribution particulièrement étroite des pores (3.0 ~ 0.5 nm).
100 m2/g et une large distribution de tailles de pores. Ce sont les silices qui possèdent les meilleures s caractéristiques dans ce groupe d'oxydes. Elles ont typiquement des surfaces et des volumes poreux semblables aux zéolites, sans pour autant atteindre les propriétés de tamis moléculaire à cause de leur large distribution de pores variant de 2 à 8 nm.
Elles sont utilisées en séparation, particulièrement en synthèse organique. Les nouveaux oxydes mésostructurés à partir de molécules tensioactives présentent des caractéristiques de 1 o surface spécifique beaucoup plus élevée (> 300mz/g) et une distribution de pores très étroite à l'instar des zéolites. Ces oxydes permettent de "trier" des molécules de tailles variant de 1 à 100 nm, ce qui leur vaut la dénomination de tamis moléculaires mésoporeux.
15 La première percée dans le domaine des tamis moléculaires mésoporeux est attribuée aux japonais annonçant dès 1990 la synthèse de la FSM-16. Ce matériau est obtenu par traitement basique de la kanémite (silicate de sodium lamellaire) en présence de chlorure de cétyltriméthylammonium (CTMACI). La diffraction des rayons X
révèle que la structure est hexagonale. La microscopie électronique confirme la symétrie en 2 o mettant en évidence une structure très régulière de type "nid d'abeille"
formée de canaux monodimensionnels d'environ 3.0 nm de diamètre interne ayant une épaisseur de mur de 0.7 à 1.0 nm. La calcination à 500-600°C ne détruit pas cet arrangement spatial et permet de libérer l'intérieur des canaux par combustion des molécules de surfactant.
Le diamètre moyen des pores définit une distribution particulièrement étroite des pores (3.0 ~ 0.5 nm).
-4-Apparemment, aucun brevet ne protège cette synthèse mais plusieurs applications sont protégées par Toyota Co. On retrouve, plus loin dans le temps encore, en 1971, un brevet portant sur la synthèse de silices de faible densité déposé
par Chiola et s coll. La porosité de cette silice ignorée dans le brevet original, est bien celle de tamis moléculaire mésoporeux semblable à la FSM-16. Cette synthèse utilisait du tétraéthoxyde de silicium, de l'ammoniaque et comme dans la synthèse du groupe japonais du chlorure de cétyltriméthylammonium (CTMA).
lo En 1991, la compagnie Mobil a mis au point une synthèse de tamis moléculaires mésoporeux à base de silices-alumines ayant des pores moyens pouvant varier de 1.5 à 10 nm. Le brevet original et ceux qui suivent couvrent toutes les compositions, de la silice pure aux silices-alumines, contenant les éléments utiles à la préparation de catalyseurs. Presque tous les éléments de la classification sont cités sauf 15 les uranides.
Certains brevets réfèrent à une combinaison de surfactants, mais les combinaisons illustrées ne décrivent que des combinaisons de surfactants cationiques et neutres, ou encore simplement de plusieurs surfactants cationiques. Plusieurs brevets font 2 o état des différents surfactants cationiques, anioniques ou amphotères, mais aucun ne semble suggérer ou décrire une combinaison d'un surfactant cationique organique avec un surfactant anionique organique.
par Chiola et s coll. La porosité de cette silice ignorée dans le brevet original, est bien celle de tamis moléculaire mésoporeux semblable à la FSM-16. Cette synthèse utilisait du tétraéthoxyde de silicium, de l'ammoniaque et comme dans la synthèse du groupe japonais du chlorure de cétyltriméthylammonium (CTMA).
lo En 1991, la compagnie Mobil a mis au point une synthèse de tamis moléculaires mésoporeux à base de silices-alumines ayant des pores moyens pouvant varier de 1.5 à 10 nm. Le brevet original et ceux qui suivent couvrent toutes les compositions, de la silice pure aux silices-alumines, contenant les éléments utiles à la préparation de catalyseurs. Presque tous les éléments de la classification sont cités sauf 15 les uranides.
Certains brevets réfèrent à une combinaison de surfactants, mais les combinaisons illustrées ne décrivent que des combinaisons de surfactants cationiques et neutres, ou encore simplement de plusieurs surfactants cationiques. Plusieurs brevets font 2 o état des différents surfactants cationiques, anioniques ou amphotères, mais aucun ne semble suggérer ou décrire une combinaison d'un surfactant cationique organique avec un surfactant anionique organique.
-5-DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'INVENTION
L'invention comprend un procédé de fabrication de silices mésostructurées à
partir d'un agent tensioactif comprenant un surfactant cationique organique et un surfactant anionique organique en combinaison avec une solution basique de silice de telle sorte que le ratio surfactant : silice est inférieur à 1, permettant ainsi d'éviter la formation de mousse ou de bulles qui gênent considérablement au lavage subséquent. De cette façon, la presque totalité du surfactant est consommée dans la fabrication de la silice mésostructurée, et l'excès de silice peut être aisément retiré et recyclé
ultérieurement.
1 o Lorsque le procédé est complété, la silice mésostructurée obtenue est traitée afin d'éliminer tout produit de départ qui pourrait encore être présent dans cette dernière.
La présente invention porte sur une nouvelle voie de synthèse de silices mésoporeuses ayant des caractéristiques structurales de tamis moléculaires mésoporeux.
1 s Le principe de la synthèse est applicable aussi à d'autres oxydes. La granulométrie des silices est de l'ordre du micron et le diamètre de leurs pores est de l'ordre du nanomètre avec une distribution très étroite de leur taille (~ 0.5 nm). L'arrangement spatial des canaux est suffisamment régulier pour créer une périodicité à l'échelle nanométrique caractérisée par des angles de diffraction des rayons X à des angles inférieurs à 5°.
Les matériaux siliciques mésoporeux de la présente invention diffèrent des matériaux connus premièrement par la composition chimique du cristal liquide qui les structure et, en second, par la nature chimique de leur surface, définie entre autre par la densité de groupements hydroxyles. La différence consiste à utiliser un anion organique,
L'invention comprend un procédé de fabrication de silices mésostructurées à
partir d'un agent tensioactif comprenant un surfactant cationique organique et un surfactant anionique organique en combinaison avec une solution basique de silice de telle sorte que le ratio surfactant : silice est inférieur à 1, permettant ainsi d'éviter la formation de mousse ou de bulles qui gênent considérablement au lavage subséquent. De cette façon, la presque totalité du surfactant est consommée dans la fabrication de la silice mésostructurée, et l'excès de silice peut être aisément retiré et recyclé
ultérieurement.
1 o Lorsque le procédé est complété, la silice mésostructurée obtenue est traitée afin d'éliminer tout produit de départ qui pourrait encore être présent dans cette dernière.
La présente invention porte sur une nouvelle voie de synthèse de silices mésoporeuses ayant des caractéristiques structurales de tamis moléculaires mésoporeux.
1 s Le principe de la synthèse est applicable aussi à d'autres oxydes. La granulométrie des silices est de l'ordre du micron et le diamètre de leurs pores est de l'ordre du nanomètre avec une distribution très étroite de leur taille (~ 0.5 nm). L'arrangement spatial des canaux est suffisamment régulier pour créer une périodicité à l'échelle nanométrique caractérisée par des angles de diffraction des rayons X à des angles inférieurs à 5°.
Les matériaux siliciques mésoporeux de la présente invention diffèrent des matériaux connus premièrement par la composition chimique du cristal liquide qui les structure et, en second, par la nature chimique de leur surface, définie entre autre par la densité de groupements hydroxyles. La différence consiste à utiliser un anion organique,
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-13-être utilisée, après traitement approprié, pour l'absorption d'hydrocarbures ou de molécules hydrophiles, pour l'absorption sélective de solvants polaires comme l'eau, les alcools, l'acétonitrile, etc., ou encore pour l'absorption de molécules hydrophiles repoussant des molécules hydrophobes.
Des ligands organiques tels que les amines, les polyamines ou les thiols sont utiles pour convertir la silice mésoporeuse en absorbants sélectifs pour les métaux de transition et les métaux lourds dans les procédés de traitements de déchets environnementaux. Des métaux tels que le chrome, le mercure, le cadmium, le plomb, l'américium, l'uranium, le thorium et le plutonium sont de bons exemples. La récupération de métaux précieux tels que l'or, le palladium, l'argent, le platine peut à l'aide d'une telle silice peut aussi être envisagée.
Une bonne stabilité et un coût de fabrication relativement bas sont 2 éléments importants pour l'utilisation de la présente silice mésoporeuse dans le domaine de la catalyse hétérogène, particulièrement dans le cas du raffinage du pétrole.
L'ajout d'aluminium, soit pendant le procédé de synthèse ou par la suite, dans une proportion de 1-10% permet l'utilisation de la silice mésoporeuse obtenue dans le craquage du pétrole, et ce, sans perte de stabilité.
Un sel d'aluminium permettant la dissolution de l'aluminium dans l'eau représente une source d'aluminium avantageuse pour les besoins de la cause.
Lors que l'aluminium est ajouté après que la silice mésoporeuse ait été synthétisée, il est préférable d'utiliser un précurseur hydrolysable qui réagit avec les groupements silanol sur la paroi
Des ligands organiques tels que les amines, les polyamines ou les thiols sont utiles pour convertir la silice mésoporeuse en absorbants sélectifs pour les métaux de transition et les métaux lourds dans les procédés de traitements de déchets environnementaux. Des métaux tels que le chrome, le mercure, le cadmium, le plomb, l'américium, l'uranium, le thorium et le plutonium sont de bons exemples. La récupération de métaux précieux tels que l'or, le palladium, l'argent, le platine peut à l'aide d'une telle silice peut aussi être envisagée.
Une bonne stabilité et un coût de fabrication relativement bas sont 2 éléments importants pour l'utilisation de la présente silice mésoporeuse dans le domaine de la catalyse hétérogène, particulièrement dans le cas du raffinage du pétrole.
L'ajout d'aluminium, soit pendant le procédé de synthèse ou par la suite, dans une proportion de 1-10% permet l'utilisation de la silice mésoporeuse obtenue dans le craquage du pétrole, et ce, sans perte de stabilité.
Un sel d'aluminium permettant la dissolution de l'aluminium dans l'eau représente une source d'aluminium avantageuse pour les besoins de la cause.
Lors que l'aluminium est ajouté après que la silice mésoporeuse ait été synthétisée, il est préférable d'utiliser un précurseur hydrolysable qui réagit avec les groupements silanol sur la paroi
- 14-poreuse. Bien entendu, d'autres métaux peuvent bien entendu être ajoutés à la silice mésoporeuse.
Les exemples suivants sont fournis afin d'illustrer certaines mises en oeuvre de l'invention, et ne doivent en aucun temps être considérés comme en limitant la portée.
Exemple 1 1.252 g de cétyltriméthylammonium p-toluènesulphonate est ajouté à 43.5 g d'eau. Le mélange est chauffé lentement pendant quelques minutes à 50°C
jusqu'à
lo dissolution du cétyltriméthylammonium para-toluènesulphonate. On ajoute ensuite 34.7 g d'une solution de silicate (8.9 wt % Si02) est ajoutée goutte à goutte. Le mélange possède la composition molaire suivante (par mole de Si02):
100 moles Si02 50.6 moles NaOH
5.4 moles cétyltriméthylammonium para-toluènesulphonate 7991 moles H20 Le mélange résultant est agité dans un bain à 50°C pendant 2 heures.
Le gel obtenu est placé dans un autoclave de 250 ml et chauffé à 130°C pendant environ 24 2 o heures. Le mélange est ensuite refroidi à la température de la pièce, et 250 ml d'eau distillée sont ajoutés, et le mélange est agité. Le mélange est filtré, lavé à
nouveau avec 50 ml d'eau distillée, et séché à l'air. Le produit final peut être calciné à
550°C dans l'air pendant 8 heures. Le gel a une concentration de 57 wt% de Si02.
Les exemples suivants sont fournis afin d'illustrer certaines mises en oeuvre de l'invention, et ne doivent en aucun temps être considérés comme en limitant la portée.
Exemple 1 1.252 g de cétyltriméthylammonium p-toluènesulphonate est ajouté à 43.5 g d'eau. Le mélange est chauffé lentement pendant quelques minutes à 50°C
jusqu'à
lo dissolution du cétyltriméthylammonium para-toluènesulphonate. On ajoute ensuite 34.7 g d'une solution de silicate (8.9 wt % Si02) est ajoutée goutte à goutte. Le mélange possède la composition molaire suivante (par mole de Si02):
100 moles Si02 50.6 moles NaOH
5.4 moles cétyltriméthylammonium para-toluènesulphonate 7991 moles H20 Le mélange résultant est agité dans un bain à 50°C pendant 2 heures.
Le gel obtenu est placé dans un autoclave de 250 ml et chauffé à 130°C pendant environ 24 2 o heures. Le mélange est ensuite refroidi à la température de la pièce, et 250 ml d'eau distillée sont ajoutés, et le mélange est agité. Le mélange est filtré, lavé à
nouveau avec 50 ml d'eau distillée, et séché à l'air. Le produit final peut être calciné à
550°C dans l'air pendant 8 heures. Le gel a une concentration de 57 wt% de Si02.
-15-Le spectre de diffraction de rayons-X montre un pic de forte intensité
relative à
46.0 t 2.0 ~, et de faibles pics à 26.3 ~ 1.0 ä, 22.7 ~ 1.0 ä et 5.1 ~ 1.0 ~.
Le spectre XRD montre 4 pics correspondant à un arrangement hexagonal de haute qualité
ayant un d,oo d'environ 46 A.
Le produit de calcination de cet exemple possède une surface développée de 1247 mz/g, et une grosseur de pores de 26.9 nm de diamètre (selon la méthode BJH). Ces valeurs permettent d'obtenir une épaisseur de la paroi de 6.5 ~. Les courbes absorption-désorption d'azote à 77 K montre qu'il n'y a pas de microporosité. Un épaulement à 0.33 1 o P/Po est présent, ce qui est caractéristique d'un mésopore possédant une hystérèse typique.
Exemple 2 La procédure de l'exemple 1 a été répétée, et les caractéristiques du produit obtenu apparaissent dans le Tableau 1 ci-dessous.
Exemple 3 500 mg du produit obtenu dans l'exemple 2 sont mélangés à 8 g d'eau. Le mélange est placé dans un autoclave de 250 ml et chauffé à 100°C. Après 24 heures, le mélange est filtré, et le solide est séché à l'air. L'espacement d du premier spectre de 2 o diffraction pour le produit avant et après calcination est fourni dans le tableau 1 ci-dessous.
relative à
46.0 t 2.0 ~, et de faibles pics à 26.3 ~ 1.0 ä, 22.7 ~ 1.0 ä et 5.1 ~ 1.0 ~.
Le spectre XRD montre 4 pics correspondant à un arrangement hexagonal de haute qualité
ayant un d,oo d'environ 46 A.
Le produit de calcination de cet exemple possède une surface développée de 1247 mz/g, et une grosseur de pores de 26.9 nm de diamètre (selon la méthode BJH). Ces valeurs permettent d'obtenir une épaisseur de la paroi de 6.5 ~. Les courbes absorption-désorption d'azote à 77 K montre qu'il n'y a pas de microporosité. Un épaulement à 0.33 1 o P/Po est présent, ce qui est caractéristique d'un mésopore possédant une hystérèse typique.
Exemple 2 La procédure de l'exemple 1 a été répétée, et les caractéristiques du produit obtenu apparaissent dans le Tableau 1 ci-dessous.
Exemple 3 500 mg du produit obtenu dans l'exemple 2 sont mélangés à 8 g d'eau. Le mélange est placé dans un autoclave de 250 ml et chauffé à 100°C. Après 24 heures, le mélange est filtré, et le solide est séché à l'air. L'espacement d du premier spectre de 2 o diffraction pour le produit avant et après calcination est fourni dans le tableau 1 ci-dessous.
-16-Exemple 4 500 mg du produit obtenu dans l'exemple 2 sont mélangés à 5.5 g d'eau. Le mélange est placé dans un autoclave de 250 ml et chauffé à 130°C. Après 24 heures, le mélange est filtré, et le solide est séché à l'air. Les caractéristiques du produite obtenu s apparaissent dans le tableau 1 ci-dessous.
~ espacement espacement d ( ) d (~) Exemple Si02 (wt SiO (avant (aprs %) /SiOz (mole ratio)calcination)calcination) 1 55.0 14 43.3 40.5 2 54.6 - 42.9 3 8.4 3 57.2 14 42.0 42.0 4 55.5 30 42.0 42.0 Les exemples susmentionnés ci-dessus illustrent bien la stabilité des silices 1 o mésoporeuses à des températures élevées.
Bien que la présente invention ait été décrite à l'aide de mises en oeuvre spécifiques, il est entendu que plusieurs variations et modifications peuvent se greffer aux dites mises en oeuvre, et la présente demande vise à couvrir de telles modifications, 15 usages ou adaptations de la présente invention suivant, en général, les principes de l'invention et incluant toute variation de la présente description qui deviendra connue ou conventionnelle dans le champ d'activité dans lequel se retrouve la présente invention, et qui peut s'appliquer aux éléments essentiels mentionnés ci-haut, en accord avec la portée des revendications suivantes.
~ espacement espacement d ( ) d (~) Exemple Si02 (wt SiO (avant (aprs %) /SiOz (mole ratio)calcination)calcination) 1 55.0 14 43.3 40.5 2 54.6 - 42.9 3 8.4 3 57.2 14 42.0 42.0 4 55.5 30 42.0 42.0 Les exemples susmentionnés ci-dessus illustrent bien la stabilité des silices 1 o mésoporeuses à des températures élevées.
Bien que la présente invention ait été décrite à l'aide de mises en oeuvre spécifiques, il est entendu que plusieurs variations et modifications peuvent se greffer aux dites mises en oeuvre, et la présente demande vise à couvrir de telles modifications, 15 usages ou adaptations de la présente invention suivant, en général, les principes de l'invention et incluant toute variation de la présente description qui deviendra connue ou conventionnelle dans le champ d'activité dans lequel se retrouve la présente invention, et qui peut s'appliquer aux éléments essentiels mentionnés ci-haut, en accord avec la portée des revendications suivantes.
Claims (7)
1. Procédé de synthèse d'un oxyde métallique mésoporeux comprenant - l'ajout dans un milieu réactionnel d'un surfactant et d'une source de l'oxyde métallique;
- le mélange du milieu réactionnel à une température suffisamment élevée et pendant une période de temps suffisante pour permettre l'obtention de l'oxyde métallique mésoporeux;
- séparation liquide-solide du milieu réactionnel pour récupérer l'oxyde métallique mésoporeux; et - calcination optionnelle à une température suffisamment élevée pour retirer toute trace de surfactant, avec la restriction que le ratio surfactant : oxyde métallique est inférieur à
1.
- le mélange du milieu réactionnel à une température suffisamment élevée et pendant une période de temps suffisante pour permettre l'obtention de l'oxyde métallique mésoporeux;
- séparation liquide-solide du milieu réactionnel pour récupérer l'oxyde métallique mésoporeux; et - calcination optionnelle à une température suffisamment élevée pour retirer toute trace de surfactant, avec la restriction que le ratio surfactant : oxyde métallique est inférieur à
1.
2. Procédé selon la revendication 1 dans lequel l'oxyde métallique est de la silice.
3. Procédé selon la revendication 2 dans lequel le surfactant comprend un surfactant cationique et un anion organique.
4. Procédé selon la revendication 3 dans lequel le surfactant organique comprend un ammonium quaternaire, un phosphonium quaternaire ou un sulphonium quaternaire, seul ou en combinaison, chacun comprenant une courte chaîne alkyle de 6-32 atomes de carbone, ou encore la chaîne alkyle est remplacée par un noyau aromatique de 5 à 10 atomes de carbone.
5. Procédé selon la revendication 3 dans lequel l'anion organique comprend un carboxylate, un phosphonate ou un sulphonate comprenant optionnellement une chaîne alkyle saturée ou insaturée de 1 à 10 atomes de carbone, ou encore un noyau aromatique optionnellement substitué et comprenant de 5 à 10 atomes de carbone.
6. Procédé selon la revendication 1 dans lequel l'étape du mélange du milieu réactionnel est remplacé par un traitement aux ultrasons.
7. Matériau mésoporeux obtenu selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 6.
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