Thèse soutenue

Étude des propriétés physico-chimiques et de la microstructure des membranes échangeuses d’ions, modifiées ou non, en présence d’un solvant mixte eau-méthanol et à différentes températures

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Lobna Chaabane-Dammak
Direction : Bernard AuclairGérard Bulvestre
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie-physique. Chimie et sciences des matériaux
Date : Soutenance en 2007
Etablissement(s) : Paris 12

Mots clés

FR

Mots clés contrôlés

Résumé

FR  |  
EN

On a mené systématique des caractéristiques statiques et dynamiques de deux MEC commerciales (CM2 et Nafion®117) en présence d'un solvant miste H2O-MeOH à différentes compositions et températures. On a montré que les variations des grandeurs statiques sont beaucoup plus prononcées pour le Nafion que pour la CM2, ce qui est expliqué par l'influence du MeOH sur la constate diélectrique du milieu membranaire, par la différence de réticulation, et par le caractère auto-accéléré de la pénétration du MeOH dans le Nafion. L'interprétation des résultats relatifs à trois grandeurs dynamiques (conductivité électrique (km), perméabilité du MeOH (PM), nombre de transport (TA)) en utilisant le modèle microhétérogène (pour déterminer la fraction de la solution intergel f2) nous a permis de corréler ses variations avec la teneur en MeOH (XM) et d'expliquer les variations des énergies d'activation (EA). La corrélation entre Km et f2 a confirmé les conclusions de KREUER relatives aux microstructures des MEI (obtenues par SAXS) et a montré les limites du modèle microhétérogène. L'analyse de la courbe f2=f(XM) nous a permis d'améliorer le modèle de HAUBOLD en introduisant un nouveau paramètre. Les mesures de PM ont montré que la Nafion117 présente une fuite en MeOH supérieure à celle de la CM2, ce qui est attribué à leur différence de réticulation. Les mesures du TA ont montré une forte perte de sélectivité pour XM>30%. Ceci est dû à une forte pénétration de l'électrolyte à l'intérieur de la MEI et ç la formation de paires d'ions. Les modifications des MEI ont montré que chaque traitement réduit PM et km mais aucun ne permet d'avoir une MEI de faible PM et de km élevée.