Etude des propriétés superficielles et de l'effet de la phosphatation sur les oxydes métalliques simples ou mixtes

Abstract

Une série d’oxydes simples ZrO₂, TiO₂, Al₂O ou mixtes ZrO₂-TiO₂, ZrO₂-Al₂O₃, Al₂O-TiO₂ purs ou phosphatés, a été préparée par cohydrolyse des solutions d’alcoolates des métaux correspondants. Les oxydes ainsi obtenus présentent une composition homogène et une grande surface spécifique. L’étude structurale montre que l’ajout de l’oxyde de titane ou de l’alumine à la zircone stabilise la phase quadratique à 850°C. Ainsi que la présence de l’alumine ou de la zircone, retarde la transformation anatase-rutile de TiO₂. La caractérisation des propriétés acido-basiques a été réalisée par le test de la conversion de l’isopropanol et la spectroscopie IR, en utilisant l’adsorption des molécules sondes comme la pyridine et le dioxyde de carbone. Les résultats obtenus montrent que l’ordre de l’acidité varie dans le sens ZrO₂ < TiO₂ < Al₂O₃. L’activité vis-à-vis de la réaction de l’isopropanol a été liée aux sites acides de Lexis aux ions Al³⁺ coordinativement insaturés ou sites acides de Bronsted portés par TiO₂. L’introduction des ions phosphates fait apparaître de nouveaux groupements OH liés au phosphore. Ces groupements (P-OH) possèdent un caractère acide donneur de proton. L’utilisation de la spectroscopie infrarouge et l’échange isotopique ¹⁶O → ¹⁸O par H₂ ¹⁸O ont permis l’identification de la structure des espèces phosphates superficielles. Elle est de type (MO)₃P-OH. L’ajout des ions phosphates aux oxydes simples ou mixtes permet une augmentation de la force des sites acides de Lewis et la création des sites acides de Bronsted.