Présentation
RÉSUMÉ
Cet article est une introduction à la détermination, par adsorption gazeuse, de l’aire spécifique des matériaux poreux ou pulvérulents. Après une description de ces matériaux et de leur terminologie, sont présentées la théorie de l’adsorption gazeuse de Langmuir puis celle de Brunauer, Emmett et Teller (BET) qui en dérive. Vient ensuite l’aspect expérimental du tracé des isothermes, notamment par manométrie d’adsorption gazeuse. Enfin sont examinées dans le détail les méthodes les plus utilisées pour déterminer l’aire spécifique: méthode BET, méthode «t» de de Boer et méthode «?S»de Sing. Une attention particulière est apportée à la signification et à l’utilité des aires obtenues.
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Lire l'articleAUTEUR(S)
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Françoise ROUQUEROL : Professeur émérite à Aix-Marseille Université - Aix-Marseille Université-CNRS, Laboratoire MADIREL unité mixte de recherche n° 7246, France
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Jean ROUQUEROL : Directeur de recherches émérite au CNRS - Aix-Marseille Université-CNRS, Laboratoire MADIREL unité mixte de recherche n° 7246, France
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Isabelle BEURROIES : Maître de conférences à Aix-Marseille Université - Aix-Marseille Université-CNRS, Laboratoire MADIREL unité mixte de recherche n° 7246, France
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Philip LLEWELLYN : Directeur de recherches au CNRS - Aix-Marseille Université-CNRS, Laboratoire MADIREL unité mixte de recherche n° 7246, France
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Renaud DENOYEL : Directeur de recherches au CNRS - Aix-Marseille Université-CNRS, Laboratoire MADIREL unité mixte de recherche n° 7246, France
INTRODUCTION
Cet article a pour objectif la détermination, par adsorption gazeuse, de l’une des principales caractéristiques des matériaux poreux ou pulvérulents : l’étendue de leur aire superficielle. L’échelle considérée s’étend, pour les particules, entre 1 nm et 1 mm et, pour les pores, entre 0,1 et 50 nm.
Les « solides divisés » (soit pulvérulents, soit poreux) sont omniprésents dans la nature et dans les procédés industriels.
Dans la nature, l’aire superficielle et la porosité d’un sol déterminent en grande partie la capacité de rétention non seulement d’eau mais aussi de substances fertilisantes, désherbantes, phytosanitaires, ou encore toxiques (métaux lourds, éventuellement radioactifs). Les sables , dans leur forme la plus divisée, sont capables de rester en suspension dans l’air où ils constituent un aérosol de poussière pouvant être transporté sur des milliers de kilomètres, avant d’être précipités au sol par les pluies : c’est ainsi que la poussière rose ou jaune du Sahara se retrouve, un lendemain de pluie, sur les voitures du midi de la France.
Dans les procédés industriels, le même phénomène, une fois maîtrisé, contrôlé et, surtout canalisé, est aujourd’hui à la base du transport pneumatique des poudres : farines alimentaires, ciments, soufre, talc, etc... Une autre particularité des poudres très fines est leur aptitude au « frittage », c’est-à-dire à une soudure des particules à une température très inférieure à la température de fusion du matériau. Cette propriété est à la base de l’industrie de la poterie et de la céramique mais elle s’applique aussi aux poudres métalliques : c’est de cette manière que les Étrusques fabriquaient des statuettes en or dans des fours pourtant incapables d’atteindre la température de fusion de l’or (1 063 °C), grâce à la prise en masse de la poudre d’or compactée.
Ce sont toutefois les propriétés adsorbantes des matériaux poreux qui ont engendré les applications les plus diversifiées. Depuis longtemps en effet, l’homme a exploité les propriétés adsorbantes du charbon ou de pierres poreuses volcaniques à des fins médicales (aspiration du venin d’une plaie) ou encore la porosité des poteries pour permettre leur refroidissement par évaporation de l’eau qui les traverse. Aujourd’hui, on invente des adsorbants nouveaux qu’on ajuste le mieux possible (en granulométrie, en taille de pores, en fonctions chimiques superficielles) aux applications visées.
Il est aisé de comprendre que l’efficacité de ces adsorbants n’est pas sans lien avec l’étendue de...
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MOTS-CLÉS
Aire BET | Méthode "t3 | Méthode « αS » | Isothermes d'adsorption gazeuses
VERSIONS
Il existe d'autres versions de cet article :
- Version archivée 1 de oct. 1987 par Jean CHARPIN, Bernard RASNEUR
- Version archivée 2 de déc. 1999 par Jean CHARPIN, Bernard RASNEUR
- Version archivée 3 de mars 2003 par Françoise ROUQUEROL, Laurent LUCIANI, Philip LLEWELLYN, Renaud DENOYEL, Jean ROUQUEROL
DOI (DIGITAL OBJECT IDENTIFIER)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Texture des matériaux divisés - Aire spécifique des matériaux pulvérulents ou nanoporeux
Caractéristiques des matériaux divisés
Sources bibliographiques
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