Malonamide, oxydes de phosphine et calix[4]arene-oxydes de phosphine liquides ioniques fonctionalisés : synthèse, extraction d'actinides et de lanthanides

Malonamide, phosphine oxide and calix[4]arene functionalized ionic liquids : synthesis and extraction of actinides and lanthanides

• Auteur / Autrice : Dariia Ternova
• Direction : Isabelle Billard, Vitaly Kalchenko
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Soutenance le 25/09/2014
• Etablissement(s) : Strasbourg en cotutelle avec Kiïvsʹkij nacìonalʹnij unìversitet imeni Tarasa Ševčenka (Ukraine)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut pluridisciplinaire Hubert Curien (Strasbourg ; 2006-....)
• Jury : Président / Présidente : Eric Chainet
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Véronique Hubscher-Bruder
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Oleksandr Kostyuk, Agílio Pádua

Mots clés

Mots clés contrôlés

Déchets radioactifs -- Élimination

Modèles mathématiques

Extraction (chimie)

Liquides ioniques

Métaux lourds

Mots clés libres

Extraction liquide-liquide

Radionucléides

Liquides ioniques

Oxyde de phosphine

Calix[4]arène

Liquid-liquid extraction

Radionuclides

Ionic liquids

Phosphine oxide

Calix[4]arene

Résumé

Le retraitement des déchets radioactifs est un problème crucial de nos jours. Ce travail est dédié au développement de nouveaux systèmes d'extraction des radionucléides sur la base de solvants "verts", les liquides ioniques (LI). Dans ce but, des LI ont été fonctionnalisés avec des motifs variés : oxyde de phosphine, carbamoyl oxyde de phosphine et fragments malonamides. De même, les plateformes calix[4]arènes ont été utilisées pour la synthèse de LI fonctionnalisés (LIF) et de leurs précurseurs. Des LIF de deux types (cationiques et anioniques) ont été obtenus.Les LIF synthétisés ont été testés pour l'extraction liquide/liquide de radionucléides. Il a été montré que l'extraction est bien due aux motifs extractants. Toutefois, la charge de l'ion modifié influence l'extraction.Différentes expériences d'extraction et une modélisation mathématique ont été effectuées pour déterminer les mécanismes d'extraction. Ces études ont montré que chacun des systèmes d'extraction est caractérisé par un ensemble d'équilibres d'extraction différent, basés essentiellement sur l'échange cationique.

Radioactive waste treatment is a crucial problem nowedays. This work was dedicated to the development of the new extracting systems for radionuclides on the basis of "green" solvents Ionic Liquids {Ils). For this purpose Ils were functionalized with various extracting patterns: phosphine oxide, carbamoyl phosphine oxide groups and malonamide fragment. Also the calix[4]arene platforms were used for the synthesis of functionalized ionic liquids (Fils) and their precursors. The Fils of both types cationic and anionic have been obtained. The synthesized Fils were tested for the liquid-liquid extraction of radionuclides. lt was found that extraction well occurs due to the extracting patterns, however a charge of a modified ion influences extraction.The various extracting experiments and mathematical modelling have been performed to determine the mechanisms of extraction. These studies showed that each extracting system is characterized by a different set of extracting equilibria, based mostly on cationic exchange.