Etude par diffraction X, neutrons et absorption X de la structure d’hydroxydes doubles lamellaires à base de [Zn-Al] et [Zn-Cr]

Abstract

Les Hydroxydes Doubles Lamellaires (HDL), également dénommés argiles anioniques ou matériaux de type hydrotalcite, présentent une structure constituée de feuillets d’octaèdres liés par des arêtes analogue à celle de la brucite. Les feuillets cationiques sont chargés positivement du fait de la substitution d’une fraction x des cations divalents par des trivalents. La charge positive est compensée par l’insertion entre les feuillets d’anions échangeables et des molécules d’eau. La diversité des éléments incorporés aussi bien dans les feuillets que dans l’interlamellaire confère à ces matériaux des propriétés physico-chimiques très variées, débouchant sur des multiples applications. Les feuillets principaux des composés étudiés sont basés sur les deux couples de cations métalliques [Zn-Al] et [Zn-Cr] avec un taux de trivalent x=1/3. Les anions interlamellaires retenus sont le chlorure, le carbonate, le nitrate, le sulfate et le séléniate. La caractérisation structurale à partir des données de poudres a mis en évidence des séquences différentes (3R, 2H ou 3H). Les facteurs qui conditionnent les propriétés structurales des phases étudiées ont été précisés. Cette étude a confirmé l’absence d’ordre à grande distance dans la répartition des cations métalliques divalents et trivalents. L’étude en spectoscopie d’absorption X (EXAFS), à température ambiante, aux seuils des cations métalliques a mis en évidence une symétrie plus basse que celle prévue par les groupes d’espace habituellement utilisés pour décrire la structure des HDL. Les réparations de distances obtenues diffèrent également selon la nature de [Zn-Al] ou [Zn-Cr] du feuillet.la localisation des anions interlamellaires aux seuils des cations métalliques n’est pas par contre possible et confirme le désordre dynamique dans le domaine interlamellaire.