Étude des propriétés physico-chimiques de nouveaux supports argileux modifiés par des liquides ioniques dans la perspective d'applications au traitement de déchets toxiques

par Amna Ahmed

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Serge Bresson.

Le président du jury était Albert Nguyen Van Nhien.

Le jury était composé de Serge Bresson, Didier Villemin, Taqiyeddine Moumene, El Habib Belarbi, Jean-François Blach.

Les rapporteurs étaient Didier Villemin, Taqiyeddine Moumene.


  • Résumé

    Le but de la thèse est d'étudier la configuration intercalaire de trois montmorillonites différentes nommées K10, KSF et SWy-3 modifiées par quatre liquides ioniques différents. Les liquides ioniques choisis sont tous à base du cation organique imidazolium. Nous avons choisi de faire varier deux paramètres au niveau de nos liquides ioniques : le type d'anion et la longueur de la chaîne du cation organique. Il s'agit des 4 liquides ioniques suivants : deux liquides ioniques monocationiques avec l'anion inorganique I- ([EMIM⁺][I⁻]) et avec l'anion organique NTf2⁻ ([EMIM⁺][NTf2⁻]) et deux liquides ioniques dicationiques avec l’anion I- ([M(CH₂)IM²⁺][2I⁻]) et avec l’anion organique NTf2⁻([M(CH₂)IM²⁺] [2NTf2⁻]). Après une première étape de purification, les 12 argiles modifiées ont été caractérisés par différentes techniques expérimentales : diffraction par rayons X, DSC, mesure de la porosité par la méthode BET, spectroscopie ATR/FTIR. En particulier, l'étude en BET a mis en avant un mélange la montmorillonite KSF modifiée par [M(CH₂) IM²⁺][2NTf2⁻] dans la perspective des traitements des polluants. L'étude en spectroscopie ATR/FTIR a affiné les résultats obtenus par BET à partir de mesures de rapport d'intensité de modes vibrationnels témoins dans deux régions spectrales 4000-3000 cm-1 et 1800-1300 cm-1. L'évolution de ces rapports d'intensité entre l'utilisation des liquides ioniques monocationique et dicationique nous a également permis de prédire la répartition des molécules d'eau et des molécules de liquides ioniques à l'intérieur des argiles modifiées par les liquides ioniques monocationiques et l'évolution possible de la surface spécifique BET pour ces mêmes mélanges

  • Titre traduit

    Study of the physicochemical properties of new clay supports modified by ionic liquids in the perspective of applications to the treatment of toxic waste


  • Résumé

    The aim of the thesis is to study the inter-configuration of three different montmorillonites named K10, KSF and SWy-3 modified by four different ionic liquids. The selected ionic liquids are all based on the organic imidazolium cation. We have chosen to vary two parameters at the level of our ionic liquids: the type of anion and the length of the chain of the organic cation. These are the following four ionic liquids: two ionic liquids monocationic with the inorganic anion I- ([EMIM⁺] [I⁻]), with the organic anion NTf2⁻ ([EMIM⁺] [NTf2⁻]) et two ionic liquids dicationic with the anion I- ([M (CH₂) IM²⁺] [2I⁻]), with the organic anion NTf2⁻ ([M (CH₂) IM²⁺] [2NTf2⁻]). After a first purification step, the 12 modified clays were characterized by various experimental techniques: X-ray diffraction, DSC, measurement of porosity by the BET method, ATR / FTIR spectroscopy. In particular, the BET study put forward a mixture of montmorillonite KSF modified with [M (CH₂) IM²⁺] [2NTf2⁻] in the perspective of the treatment of pollutants. The ATR / FTIR spectroscopy study refined BET results from various vibration mode intensity ratio measurements in two 4000-3000 cm-1 and 1800-1300 cm-1 spectral regions. The evolution of these intensity ratios between the use of ionic liquids monocationic and dicationic, also allowed us to predict the distribution of water molecules and ionic liquid molecules inside clays modified by monocationic ionic liquids and the possible evolution of the BET specific surface area for these same mixtures


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