Open Access
Issue
Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP
Volume 60, Number 5, September-October 2005
Dossier: Synchrotron and Neutron Solutions to Oil Industry Problems
Page(s) 815 - 830
DOI http://dx.doi.org/10.2516/ogst:2005058
Published online 01 December 2006
Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP, Vol. 60 (2005), No. 5, pp. 815-830
DOI: 10.2516/ogst:2005058

Intracrystalline Diffusion in Zeolites Studied by Neutron Scattering Techniques

Étude de la diffusion intracristalline dans les zéolithes par diffusion des neutrons


H. Jobic1 and A. Méthivier2

1  Institut de Recherches sur la Catalyse, CNRS
2  Institut français du pétrole


Abstract
Neutron scattering techniques can be used to study the different motions of molecules adsorbed in zeolites: vibrations, rotations and translation. Using combined instruments, it is now possible to measure diffusivities ranging from 10-7 to 10-14 m2s-1. Furthermore, incoherent scattering, using hydrogenated molecules, allows to determine the self-diffusivity; while coherent scattering, studying deuterated molecules, gives access to the transport diffusivity. Several applications of the neutron techniques are described in this review. They are illustrated by the case study of xylenes in X-type zeolites. Other examples are related to alkanes in MFI-type zeolites, n-alkanes in 5A zeolite, and water in X and A-type zeolites.


Résumé
Les techniques de diffusion neutronique permettent d'étudier les différents mouvements des molécules adsorbées dans les zéolithes : vibrations, rotations et translation. En utilisant différents instruments, il est maintenant possible de mesurer des coefficients de diffusion dans la gamme 10-7-10-14 m2s-1. En outre, la diffusion incohérente, provenant de molécules hydrogénées, donne accès à l'auto-diffusion ; alors que la diffusion cohérente, en utilisant des molécules deutérées, permet d'obtenir le coefficient de diffusion de transport. Plusieurs applications des méthodes neutroniques sont décrites dans cette revue. Elles sont illustrées par différents exemples : xylènes dans des zéolithes de type X, alcanes dans des zéolithes de type MFI, n-alcanes dans la 5A, et eau dans des zéolithes de type A et X.


Correspondence and reprints: jobic@catalyse.cnrs.fr


© IFP 2005