{"id":3756,"date":"2019-05-25T01:27:54","date_gmt":"2019-05-25T01:27:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=3756"},"modified":"2020-05-07T07:46:20","modified_gmt":"2020-05-07T07:46:20","slug":"14-common-types-of-porous-materials","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/14-types-courants-de-materiaux-poreux\/","title":{"rendered":"14 types courants de mat\u00e9riaux poreux"},"content":{"rendered":"

L'UPAC s\u00e9pare les pores en micropores (<2 nm), m\u00e9sopores ou m\u00e9sopores (2 \u00e0 50 nm), macropores (> 50 nm) selon l'\u00e9chelle de taille des pores; selon la derni\u00e8re d\u00e9finition, les pores sont subdivis\u00e9s en micropores (<0,7 nm) et microp\u00f4les (0,7-2 nm), tandis que les puits inf\u00e9rieurs \u00e0 100 nm sont collectivement appel\u00e9s nanopores. Alors, d'o\u00f9 viennent les noms de ces mat\u00e9riaux de trou?<\/p>

S\u00e9rie MCM<\/strong><\/h2>

MCM est l'abr\u00e9viation de Mobil Composition of Matter. Principalement par les chercheurs de Mobil Oil, utilisant du silicate d'\u00e9thyle comme source de silicium, synth\u00e9tis\u00e9 par une m\u00e9thode de matrice douce \u00e0 base de micelles. MCM Les mousquetaires sont MCM-41, MCM-48 et MCM-50. MCM-41 est une structure m\u00e9soporeuse hexagonale, l'arrangement d'un m\u00e9sopore cylindrique r\u00e9gulier fait d'une structure de pore unidimensionnelle. Diam\u00e8tre m\u00e9sopore r\u00e9glable entre 2 \u00e0 6,5 nm, grande surface sp\u00e9cifique. Par rapport aux tamis mol\u00e9culaires, il n'y a pas de sites d'acide de Bronsted dans MCM-41. En raison de sa paroi mince et du faible taux de change des unit\u00e9s de silicium, les liaisons Si-O s'hydrolysent et se r\u00e9ticulent dans l'eau bouillante, ce qui entra\u00eene des dommages structurels. Par cons\u00e9quent, la stabilit\u00e9 thermique n'est pas bonne. Les premiers articles sur la synth\u00e8se du MCM-41 ont \u00e9t\u00e9 publi\u00e9s dans les JAC en 1992, et les citations comptent maintenant pr\u00e8s de 12 000 citations. (J. Am. Chem. Soc., 1992, 114 (27), pp 10834-10843.) Le MCM-48 a une structure cellulaire interconnect\u00e9e en trois dimensions. Le MCM-50 est une structure lamellaire et ne peut \u00eatre qualifi\u00e9 que de "m\u00e9sostructure" plut\u00f4t que de "m\u00e9soporeux" car la structure lamellaire s'effondre lors du retrait de la couche formant un tensioactif, et puisqu'il n'y a pas de pore, ce n'est pas en profondeur. <\/strong><\/p>

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Figure 1 Sch\u00e9ma du m\u00e9canisme de synth\u00e8se du MCM-41, le tensioactif utilis\u00e9 est un tensioactif anionique<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

SBA series<\/strong><\/h2>

SBA est l'abr\u00e9viation de Santa Barbara Amorphous. Parmi eux, le grand nom est SBA-15. Le SBA-15 a \u00e9t\u00e9 synth\u00e9tis\u00e9 pour la premi\u00e8re fois par Zhao Dongyuan, enseignant \u00e0 l'Universit\u00e9 Fudan en 1998 apr\u00e8s avoir fait des \u00e9tudes sup\u00e9rieures \u00e0 Santa Barbara, Universit\u00e9 de Californie, \u00c9tats-Unis.Il a \u00e9t\u00e9 publi\u00e9 dans Science cette ann\u00e9e-l\u00e0 et a \u00e9t\u00e9 cit\u00e9 plus de 10000 fois ( Science 23 janvier 1998: 279, 5350, 548-552.). La s\u00e9rie SBA de mat\u00e9riaux de silice m\u00e9soporeuse est synth\u00e9tis\u00e9e en utilisant une m\u00e9thode de mod\u00e8le souple en utilisant un surfactant de type bloc; sa taille de pore est r\u00e9glable dans la plage de 5 \u00e0 30 nm. Le SBA-15 consiste en une s\u00e9rie de canaux cylindriques parall\u00e8les hexagonaux avec quelques m\u00e9sopores ou pores dispos\u00e9s dans un ordre al\u00e9atoire avec une \u00e9paisseur de paroi cellulaire de 3-6 nm. En raison des parois cellulaires plus \u00e9paisses du SBA-15, la stabilit\u00e9 hydrothermale du mat\u00e9riau est meilleure que celle de la s\u00e9rie MCM. Le SBA-15 est un mat\u00e9riau poreux multidimensionnel qui contient les deux mat\u00e9riaux m\u00e9soporeux. Il peut \u00e9liminer le tensioactif incrust\u00e9 dans les parois des pores pendant le processus de calcination, r\u00e9sultant en une structure microporeuse.<\/p>

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Figure 2 (\u00e0 gauche) Image TEM du SBA-15 avec diff\u00e9rentes tailles de pores. L'extr\u00e9mit\u00e9 hydrophobe du tensioactif tribloc (droit) p\u00e9n\u00e8tre dans les parois des pores de la silice form\u00e9e. Apr\u00e8s calcination, les micropores<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

S\u00e9rie HMM<\/strong><\/h2>

HMM est une abr\u00e9viation de Hiroshima Mesoporous Material et a \u00e9t\u00e9 pr\u00e9par\u00e9 pour la premi\u00e8re fois par des chercheurs de l'Universit\u00e9 d'Hiroshima en 2009. HMM est un mat\u00e9riau de silicium m\u00e9soporeux sph\u00e9rique avec une taille de pore de 4 \u00e0 15 nm et un diam\u00e8tre ext\u00e9rieur r\u00e9glable de 20 \u00e0 80 nm. Dans l'\u00e9tape de synth\u00e8se, les auteurs forment d'abord des gouttelettes d'\u00e9mulsion \u00e0 travers la solution mixte huile \/ eau \/ tensioactif, puis font cro\u00eetre le silicium avec les particules de polystyr\u00e8ne g\u00e9n\u00e9r\u00e9es in situ comme mod\u00e8le, r\u00e9sultant en de la silice m\u00e9soporeuse sph\u00e9rique apr\u00e8s le retrait du mod\u00e8le. (Mat\u00e9riaux microporeux et m\u00e9soporeux 120 (2009) 447-453.)<\/p>

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Figure 3 Diagramme du m\u00e9canisme de synth\u00e8se HMM et images SEM et TEM du produit<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

TUD series<\/strong><\/h2>

TUD signifie Technische Universiteit Delft, \u00e9galement connue sous le nom de Delft University of Technology. Dans la micrographie \u00e9lectronique TUD-1 appara\u00eet comme une mousse avec une surface sp\u00e9cifique de 400-1000 m2 \/ g et un m\u00e9sopore accordable entre 2,5 et 25 nm. Dans la synth\u00e8se des mat\u00e9riaux, il n'y a pas de tensioactif et la tri\u00e9thylamine est utilis\u00e9e comme agent de matrice organique. La structure des pores peut \u00eatre contr\u00f4l\u00e9e en ajustant le rapport de l'agent mod\u00e8le organique et de la source de silicium. (Chem. Commun., 2001, 713-714)<\/p>

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Figure 4 (\u00e0 gauche) Image SEM de TDU-1, (\u00e0 droite) Mat\u00e9riau de carbone m\u00e9soporeux synth\u00e9tis\u00e9 avec TDU-1 comme mod\u00e8le dur<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

S\u00e9rie FSM<\/strong><\/h2>

FSM est l'abr\u00e9viation de Feuilles pli\u00e9es Mat\u00e9riaux m\u00e9soporeux. La traduction litt\u00e9rale de son nom est, mat\u00e9riau m\u00e9soporeux en feuille pli\u00e9e. La synth\u00e8se de FSM est la synth\u00e8se de mat\u00e9riau de silicate en couches Kanemite et d'alkyl trim\u00e9thylamine \u00e0 longue cha\u00eene (ATMA) dans des conditions alcalines, un \u00e9change mixte d'ions de traitement se produit pour obtenir une distribution de taille de pore \u00e9troite de mat\u00e9riau de silice m\u00e9soporeuse hexagonale tridimensionnelle. Le FSC a une surface sp\u00e9cifique de 650 \u00e0 1000 m2 \/ g et une taille de pore de 1,5 \u00e0 3 nm. (Bull. Chem. Soc. Jpn., 69, No 5 (1996))<\/p>

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Figure 5 Diagramme TEM du FSM<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

S\u00e9rie KIT<\/strong><\/h2>

KIT n'a pas trouv\u00e9 de d\u00e9claration tr\u00e8s officielle, probablement l'abr\u00e9viation de Korea Advanced Institute of Science and Technology. Appartenant \u00e9galement au mat\u00e9riau de silice m\u00e9soporeuse ordonn\u00e9e, diff\u00e9rent de la structure de pores unidirectionnelle SBA-15 (p6 mm cube), KIT-6 (cubique la3d) a une structure m\u00e9soporeuse cubique interconnect\u00e9e. Dans la synth\u00e8se de KIT-6, un m\u00e9lange de tensioactif tribloc (EO20PO70EO20) et de butanol a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9 comme agent directeur de structure. KIT-6 taille des pores r\u00e9glable en 4-12 nm, la surface sp\u00e9cifique de 960-2200 m2 g-1. (Chem. Commun., 2003, 2136-2137)<\/p>

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Figure 6 (gauche) Diagramme de structure du SBA-15 p6mm et KIT-6 la3d, (droite) Image TEM du KIT-6<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

S\u00e9rie CMK<\/strong><\/h2>

La m\u00e9thode courante de synth\u00e8se du carbone m\u00e9soporeux est la m\u00e9thode du mod\u00e8le dur. Des tamis mol\u00e9culaires m\u00e9soporeux tels que MCM-48 et SBA-15 sont utilis\u00e9s comme mod\u00e8le pour s\u00e9lectionner les pr\u00e9curseurs appropri\u00e9s, carboniser les pr\u00e9curseurs sous catalyse d'acide et d\u00e9poser sur les pores des mat\u00e9riaux m\u00e9soporeux Road, puis dissous avec NaOH ou HF m\u00e9soporeux SiO2, pour obtenir du carbone m\u00e9soporeux. En 1999, Ryoo a r\u00e9ussi \u00e0 reproduire d'autres mat\u00e9riaux m\u00e9soporeux en utilisant des mat\u00e9riaux m\u00e9soporeux comme mod\u00e8les durs. Cette s\u00e9rie de mat\u00e9riaux nomm\u00e9e CMK. N'a pas non plus trouv\u00e9 la d\u00e9nomination officielle, mais tr\u00e8s probablement Carbon Molecular Sieves et la Cor\u00e9e ont combin\u00e9 la d\u00e9nomination. Il a successivement produit les mat\u00e9riaux de tamis mol\u00e9culaires de carbone m\u00e9soporeux CMK-1, CMK-2, CMK-3, CMK-8 et CMK-9 en utilisant des mod\u00e8les MCM-48, SBA-1, SBA-15 et KIT-6. (J. Phys. Chem. B, 103, 37, 1999.) CMK-3 est une structure hexagonale bidimensionnelle avec une distribution granulom\u00e9trique \u00e9troite, une surface sp\u00e9cifique \u00e9lev\u00e9e (1000-2000 m2 \/ g), un grand volume de pores 1,35 cm3 \/ g) et une forte r\u00e9sistance aux acides et aux alcalis, est un bon support de catalyseur.<\/p>

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Figure 7 Image TEM de CMK-1 et CMK-3<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

S\u00e9rie FDU<\/strong><\/h2>

La s\u00e9rie FDU est l'abr\u00e9viation de Fudan University et est le travail effectu\u00e9 par l'enseignant de Zhao Dongyuan apr\u00e8s son retour \u00e0 Fudan University. FDU est une s\u00e9rie de r\u00e9sines ph\u00e9noliques synth\u00e9tis\u00e9es par la m\u00e9thode du soft-template. Les mat\u00e9riaux de carbone m\u00e9soporeux ordonn\u00e9s peuvent \u00eatre synth\u00e9tis\u00e9s par carbonisation \u00e0 haute temp\u00e9rature et se composent de pores sph\u00e9riques. La m\u00eame chose est l'utilisation de surfactant comme agent de direction de la structure, l'utilisation de pr\u00e9curseurs de r\u00e9sine ph\u00e9nolique comme mati\u00e8res premi\u00e8res, par la m\u00e9thode d'auto-assemblage par \u00e9vaporation du solvant pour obtenir la structure ordonn\u00e9e. (Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 7053-7045)<\/p>

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Figure 8 FDU-15 et FDU-16 apr\u00e8s carbonisation \u00e0 haute temp\u00e9rature<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

S\u00e9rie STARBON<\/strong><\/h2>

Starbon est le nom du mat\u00e9riau carbon\u00e9 m\u00e9soporeux. Parce que le Starbon original a \u00e9t\u00e9 synth\u00e9tis\u00e9 par des chercheurs de l'Universit\u00e9 de York par la m\u00e9thode sol-gel de Starch puis carbonis\u00e9. Par cons\u00e9quent, son nom est Starbon et a enregistr\u00e9 le nom de marque \u00abStarbon\u00bb. Un volume m\u00e9soporeux de Starbon de 2,0 cm3 \/ g, la surface sp\u00e9cifique de 500 m2 \/ g, peut \u00eatre utilis\u00e9 comme support de catalyseur, adsorption de gaz ou agent de purification d'eau. D\u00e9sormais, les mati\u00e8res premi\u00e8res Starbon peuvent \u00eatre \u00e9tendues \u00e0 la pectine et \u00e0 l'acide alginique.<\/p>

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Figure 9 (\u00e0 gauche) \u00c9tape de synth\u00e8se de Starbon, (\u00e0 droite) Image SEM de Starbon<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

ZSM series<\/strong><\/h2>

ZSM est l'abr\u00e9viation de Zeolite Socony Mobil et ZSM-5 est un nom commercial, qui est la cinqui\u00e8me z\u00e9olite trouv\u00e9e par Socony Mobil Corporation. Synth\u00e9tis\u00e9e en 1975, Nature a signal\u00e9 sa structure en 1978. Le ZSM-5 est un syst\u00e8me orthorhombique. C'est une sorte de tamis mol\u00e9culaire z\u00e9olithique \u00e0 canaux crois\u00e9s tridimensionnels \u00e0 haute teneur en silicium et \u00e0 cinq anneaux. Il est ol\u00e9ophile et hydrophobe, a une stabilit\u00e9 thermique et hydrothermique \u00e9lev\u00e9e, et la plupart des pores ont un diam\u00e8tre d'environ 0,55 nm de z\u00e9olite de trou.<\/p>

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Figure 10 TPABr synth\u00e9tis\u00e9 ZSM-5<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>

S\u00e9rie AlPO<\/strong><\/h2>

AlPO est l'abr\u00e9viation de tamis mol\u00e9culaire \u00e0 base d'aluminophosphate microporeux sans acide, qui est le \u00abtamis mol\u00e9culaire de deuxi\u00e8me g\u00e9n\u00e9ration\u00bb d\u00e9velopp\u00e9 par la soci\u00e9t\u00e9 UOP des \u00c9tats-Unis depuis les ann\u00e9es 1980. Ces cadres de tamis mol\u00e9culaire sont compos\u00e9s d'une quantit\u00e9 \u00e9gale de t\u00e9tra\u00e8dres AlO4 et PO4 et sont \u00e9lectriquement neutres et pr\u00e9sentent des propri\u00e9t\u00e9s de catalyse acide plus faibles. Avec l'introduction d'h\u00e9t\u00e9roatomes, l'\u00e9quilibre de charge d'origine de la charpente de z\u00e9olite AlPO peut \u00eatre d\u00e9compos\u00e9, de sorte que son acidit\u00e9, ses performances d'adsorption et son activit\u00e9 catalytique ont \u00e9t\u00e9 consid\u00e9rablement am\u00e9lior\u00e9es. La structure de l'ossature d'AlPO4-5 appartient au syst\u00e8me hexagonal, avec un canal principal d'anneau \u00e0 12 membres typique avec une taille de pore de 0,76 nm, qui est comparable \u00e0 celle des aromatiques.<\/p>

S\u00e9rie SAPO<\/strong><\/h2>

SAPO est l'abr\u00e9viation de Silicoaluminophosphate, SAPO-34 est le tamis mol\u00e9culaire signal\u00e9 pour la premi\u00e8re fois par l'UCC en 1982 et 34 est le code. Le squelette de SAPO-34 est compos\u00e9 de PO2 +, SiO2, AlO2- et poss\u00e8de des canaux crois\u00e9s tridimensionnels, un diam\u00e8tre de pore \u00e0 huit anneaux et des sites acides mod\u00e9r\u00e9s. Ainsi que la s\u00e9paration par adsorption et la s\u00e9paration sur membrane ont montr\u00e9 d'excellentes performances. La composition de SAPO-11 est Si, P, Al et O quatre types, sa composition peut \u00eatre modifi\u00e9e dans une large gamme, la teneur en silicium du produit varie avec les conditions de synth\u00e8se. Z\u00e9olite m\u00e9soporeuse SAPO-11, \u00e0 structure unidimensionnelle \u00e0 dix anneaux, dans un trou ovale. L'ossature du tamis mol\u00e9culaire SAPO est charg\u00e9e n\u00e9gativement et a donc des cations \u00e9changeables et une acidit\u00e9 protonique. Le tamis mol\u00e9culaire SAPO peut \u00eatre utilis\u00e9 comme adsorbant, catalyseur et support de catalyseur.<\/p>

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Figure 11 Image SEM de SAPO-11 avec un temps de cristallisation de 48h<\/strong> <\/figcaption><\/figure><\/div>


Il existe plusieurs autres mat\u00e9riaux poreux qui ne sont pas couramment utilis\u00e9s:
MSU <\/strong> (Michigan State University) est une s\u00e9rie de tamis mol\u00e9culaires m\u00e9soporeux d\u00e9velopp\u00e9s par Pinnavaia et al. De l'Universit\u00e9 du Michigan. MSU-X (MSU-1, MSU-2 et MSU-3). MSU-V, MSU-G ont une structure en couches de v\u00e9sicules multilamellaires.<\/p>

HMS <\/strong><\/h2>

(Silice m\u00e9soporeuse hexagonale) est un tamis mol\u00e9culaire m\u00e9soporeux d\u00e9velopp\u00e9 par Pinnavaia et al., Qui est \u00e9galement une structure hexagonale avec un faible degr\u00e9 d'ordre.<\/p>

APM<\/strong> <\/h2>

(m\u00e9sostructures pr\u00e9par\u00e9es \u00e0 l'acide), une des premi\u00e8res recherches de Stucky et al., ont \u00e9t\u00e9 pr\u00e9par\u00e9es dans des conditions acides et constituaient une extension de la s\u00e9rie MCM de proc\u00e9d\u00e9s de synth\u00e8se (milieux alcalins).
Non seulement le nom est tr\u00e8s unique, mais l'application de mat\u00e9riaux poreux est \u00e9galement tr\u00e8s \u00e9tendue:<\/p>

1. Membrane de s\u00e9paration des gaz efficace;<\/p>

2. Membrane catalytique de processus chimique;<\/p>

3. mat\u00e9riaux de substrat pour les syst\u00e8mes \u00e9lectroniques \u00e0 grande vitesse;<\/p>

4. pr\u00e9curseurs des mat\u00e9riaux de communication optique;<\/p>

5. mat\u00e9riaux d'isolation thermique tr\u00e8s efficaces;<\/p>

6. \u00e9lectrodes poreuses pour piles \u00e0 combustible;<\/p>

7. supports de s\u00e9paration et \u00e9lectrodes pour batteries;<\/p>

8. combustibles (y compris le gaz naturel et l'hydrog\u00e8ne) du support de stockage; <\/p>

9. S\u00e9lection d'un absorbant de nettoyage \u00e9cologique;<\/p>

10. Filtre sp\u00e9cial r\u00e9utilisable. Ces applications auront un impact profond sur les applications industrielles et la vie quotidienne des gens.<\/p>


R\u00e9f\u00e9rences:<\/strong>1. J. Am. Chem. Soc., 1992, 114 (27), pp 10834-10843.2. Science 23 janvier 1998: 279, 5350, 548-552.3. Mat\u00e9riaux microporeux et m\u00e9soporeux 120 (2009) 447-453.4. Chem. Commun., 2001, 713-714.5. Taureau. Chem. Soc. Jpn., 69, No 5 (1996) 6. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1993, 8, 680,7. Chem. Commun., 2003, 2136-2137.8. J. Phys. Chem. B, 103, 37, 1999.9. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 7053-7059. <\/p><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

UPAC separates pores into micropores (<2 nm), mesopores or mesopores (2 to 50 nm), macropores (> 50 nm) according to the pore size scale; according to the latest definition, the pores are subdivided into Micropores (<0.7 nm) and micropoles (0.7-2 nm), while wells below 100 nm are collectively referred to as nanopores. So how are…<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":19668,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_jetpack_memberships_contains_paid_content":false,"footnotes":""},"categories":[79],"tags":[],"class_list":["post-3756","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-materials-weekly"],"jetpack_featured_media_url":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/141d2f_1ad683ac089a4a8dbd58302eb2e8e348-mv2.webp_-1.jpg","jetpack_sharing_enabled":true,"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3756","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=3756"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/3756\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media\/19668"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=3756"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=3756"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=3756"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}