Soutenance de thèse de M Gautier Meyer
M Gautier Meyer soutiendra sa thèse intitulée : "Caractérisation de systèmes biphasiques aqueux pour le recyclage des métaux"
Abstract :
Les nécessités de recyclage des ions métalliques, omniprésents dans de nombreuses applications industrielles telles que les batteries ou la microélectronique, suscitent une recherche intense de procédés chimiques non polluants. A des fins d’extraction liquide-liquide, les solutions biphasiques aqueuses et acides, AcABS (Acidic Aqueous Biphasic Systems) présentent une alternative prometteuse. Dans le cadre de cette thèse, nous avons caractérisé les propriétés physico-chimiques d’ABS composés d’un liquide ionique, le chlorure de tributyltétradécylphosphonium et d’acides forts. La séparation de phase est ici favorisée par l’addition de sel ou d’acide dans la solution et l’augmentation de la température. Les mécanismes de séparation ont pu etre mis en évidence à partir de l’organisation structurale de la solution et de la titration précises des espèces ioniques : la solution est caractérisée par la formation de micelles sphériques, dont la répulsion électrostatique est plus ou moins écrantée par la présence des charges en solution et/ou par leur adsorption à la surface des micelles avec l’augmentation de la température. L’interface entre les deux phases aqueuses a une tension de surface très faible et s’étale sur plus de 60 Angstrom, montrant que le liquide ionique ne forme pas de monocouche à l’interface à la manière d’un surfactant.
Le dernier point particulier de ces systèmes sont les cinétiques de séparation particulièrement lentes. Par des modèles simples dérivés de l’équation de Cahn-Hilliard, nous avons pu prédire le temps caractéristique de la séparation de phase, dominée par les forces de gravité sur les gouttes d’une phase dans l’autre et dépendant de la viscosité et de la tension de surface.
Enfin, la migration des ions métalliques dans les solutions pourra etre étudiée grâce au montage expérimental et analyse des résultats développés au cours de ce travail, permettant la caractérisation des processus de diffusion des ions métalliques dans chacune des phases et à travers l’interface.
Composition du jury
Les nécessités de recyclage des ions métalliques, omniprésents dans de nombreuses applications industrielles telles que les batteries ou la microélectronique, suscitent une recherche intense de procédés chimiques non polluants. A des fins d’extraction liquide-liquide, les solutions biphasiques aqueuses et acides, AcABS (Acidic Aqueous Biphasic Systems) présentent une alternative prometteuse. Dans le cadre de cette thèse, nous avons caractérisé les propriétés physico-chimiques d’ABS composés d’un liquide ionique, le chlorure de tributyltétradécylphosphonium et d’acides forts. La séparation de phase est ici favorisée par l’addition de sel ou d’acide dans la solution et l’augmentation de la température. Les mécanismes de séparation ont pu etre mis en évidence à partir de l’organisation structurale de la solution et de la titration précises des espèces ioniques : la solution est caractérisée par la formation de micelles sphériques, dont la répulsion électrostatique est plus ou moins écrantée par la présence des charges en solution et/ou par leur adsorption à la surface des micelles avec l’augmentation de la température. L’interface entre les deux phases aqueuses a une tension de surface très faible et s’étale sur plus de 60 Angstrom, montrant que le liquide ionique ne forme pas de monocouche à l’interface à la manière d’un surfactant.
Le dernier point particulier de ces systèmes sont les cinétiques de séparation particulièrement lentes. Par des modèles simples dérivés de l’équation de Cahn-Hilliard, nous avons pu prédire le temps caractéristique de la séparation de phase, dominée par les forces de gravité sur les gouttes d’une phase dans l’autre et dépendant de la viscosité et de la tension de surface.
Enfin, la migration des ions métalliques dans les solutions pourra etre étudiée grâce au montage expérimental et analyse des résultats développés au cours de ce travail, permettant la caractérisation des processus de diffusion des ions métalliques dans chacune des phases et à travers l’interface.
Composition du jury
Emmanuelle DUBOIS (Phenix, Jussieu-Paris) et Damien BOURGEOIS (ICSM, Marcoule), rapporteurs.
Présidente (putative) : Elisabeth CHARLAIX (LiPhy, Grenoble)
examinateurs : Jean-Michel ANDANSON (ICCF, Clermont-Ferrand) et Mathieu SALANNE (Phenix, Jussieu-Paris).
travail supervisé par : Marie PLAZANET (LiPhy, Grenoble) rt Isabelle BILLARD (LEPMI, Grenoble)
Infos date
La soutenance aura lieu le Jeudi 09 mars 2023 à 14h00Adresse de la soutenance : LiPhy, 140 rue de la Physique, 38402 Saint-Martin-d'Hères