ETUDE DES PRODUITS PURS OU DOPES AVANT RECUITS A HAUTE TEMPERATURE

PREPARATION DES ECHANTILLONS

Le produit de départ est constitué par des billes d’alumine SCM 129 X (support de catalyseur commercialisé par la Société Rhône-Poulenc) calcinées à 1183 K pendant 1 heure. Les principales caractéristiques et la composition de ce produit sont données dans l’Annexe 2. Divers éléments dopants ont été choisis de telle façon que : Leur rayon ionique soit ou très proche ou très différent de celui de l’ion AI3 +. Cette caractéristique peut avoir une influence sur le mécanisme de diffusion et sur la nature du site occupé par l’élément étranger (5). Leur valence soit unique, ceci pour éviter les réactions d’oxydo-réduction internes de l’élément ajouté. Par exemple, les ions Cr6 + dans ‘)’.AI20 3 se réduisent en C?+ dans a.A120 3 (53). Huit cations, répondant à ces critères ont donc été sélectionnés: AI3+, Mg2+, Ca2+, K+, In3+, La3+, Zr4+, Th4+. Le pourcentage atomique en éléments étrangers pourra varier entre ° et 0,12/z (z étant la charge du cation). Cette valeur est imposée par le fait que la concentration en ions N03- dans chaque solution de dopage est maintenue constante et telle que le rapport du nombre total de groupements N03- sur le nombre total de cation est égal à 0,12. Ainsi, tous les produits pourront être comparés à un produit de référence constitué par des billes d’alumine imprégnées avec une solution d’acide nitrique, à condition que le taux résiduel en ions nitrates après calcination à 873 K soit le même pour tous les cations.

RESULTATS EXPER~EN TAUX

Diffraction des rayons X Le produit de départ ainsi que tous les produits dopés sauf au potassium donnent des clichés de diffraction des rayons X caractéristiques d’un mélange des phases’)’ et 8.A120 3 avec prédominance de la phase’)’ (figure 8). Ainsi, l’opération de dopage ainsi que la calcination 24 heures à 873 K ne font pas évoluer l’alumine’)’ vers une autre phase mieux cristallisée. Par contre. on peut remarquer que dans le cas du dopage aux ions K+, il y a apparition de plusieurs pics (repérés par une étoile sur la figure 9) caractéristiques d’un composé de formule KAIC04 . H20 (66). 1 1 la -74- o~ ________________ ~ ________________ ~ __________ ~ o 40 60 (28)0 figure 8 : Spectre de diffraction des rayons X du produit pur SCM 129X 1 la o~———————+———————-~——-. o 40 60 figure 9 : Spectre de diffraction des rayons X d’un échantillon dopé aux ions K + sur lequel les pics caractéristiques du composé K Al C04 ‘ H20 ont été repérés par le signe * -75- II.2) Analyse thennique différentielle Les enregistrements d’analyse thennique différentielle donnés sur la figure 10 sont effectués à basse température sur le produit de référence ainsi que sur trois produits dopés aux ions K+, La3 +, In3+ (à concentration constante 1,5 %). . L’échantillon dopé aux ions K+ présente deux pics endothenniques à 385 K et 553 K, alors que les autres ne révèlent qu’un seul phénomène dont le minimum est situé vers 390 K. 

Thermoluminescence

Produit pur il est important de souligner que les alumines de transition sont des produits dont la thermoluminescence est relativement faible comparée à celle de l’alumine Cl. Ceci explique qué l’obtention des thermogrammes nécessite un temps d’irradiation long (40 minutes au lieu de 10 habituellement). Une série d’échantillons a été préparée en calcinant le produit de départ SCM 129 X pendant une heure à différentes températures comprises entre 773 K et 1073 K. La procédure d’exploitation est la même pour toutes les courbes: après déduction du bruit de fond à l’enregistrement donné sur la figure 11, un programme informatique de dé sommation permet de calculer les aires des deux pics constituants le thermogramme (figure 12). Les valeurs de ces surfaces, données dans le tableau VI, permettent de suivre l’évolution des quantités de centre luminogènes (liés à des défauts ponctuels de l’alumine y.Al20 3) en fonction du traitement à basse température. II.3.2) Produits dopés Deux séries d’échantillons dopés ont été analysées à l’aide de cette technique expérimentale: . La première concerne des produits contenant des éléments étrangers différents (Al3+, Mg2+, K+, La3+, Ca2+, Th4+, Zr4+) à concentration fixée (1,5 %). La seconde est constituée par des billes d’alumine auxquelles a été ajouté le même élément (La3~ à des concentrations variables (0,5 ; 1 ; 1,5; 2; 3 et 4 %).