Thèse soutenue

Elaboration de matériaux hybrides fonctionnalisés de type MOFs pour l’extraction sélective de l’uranium

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Auteur / Autrice : Damien Rinsant
Direction : Daniel Meyer
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie Séparative, Matériaux et Procédés
Date : Soutenance le 09/10/2019
Etablissement(s) : Montpellier
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques (Montpellier ; 2015-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie Séparative de Marcoule
Jury : Président / Présidente : Agnès Grandjean
Examinateurs / Examinatrices : Daniel Meyer, Agnès Grandjean, Bénédicte Lebeau, Frédéric Taran, Martin Drobek, Eric Meux
Rapporteurs / Rapporteuses : Bénédicte Lebeau, Frédéric Taran

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Mots clés libres

Résumé

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L’offre en combustible nucléaire à base d’uranium est un enjeu clé de la stratégie française de production d’électricité, d’autant plus que la demande en uranium naturel continuera à augmenter dans un futur proche. Il y a donc un intérêt à proposer de nouveaux procédés d’extraction de l’uranium plus efficaces et plus écologiques que ceux utilisés actuellement. L’objectif de cette thèse est donc de valoriser l’uranium issu des lixiviats de minerais par des procédés de séparations solide-liquide avec des matériaux de type Metal Organic Framework (MOF). Les MOFs sont des matériaux hybrides, cristallins présentant des surfaces spécifiques élevées et présentant d’excellentes performances pour l’adsorption de l’uranium dans des solutions à faible acidité.Pour répondre à cet objectif, la stabilité de plusieurs familles de MOFs a été étudiée au cours du temps dans des solutions acides simulant les lixiviats de minerais. Après quoi, des MOFs à base de zirconium et de ligand diacides carboxyliques fonctionnalisés par des amines tertiaires et des ligands amidophosphonates ont été synthétisés puis caractérisés par DRX, BET, ATG, MEB, FT-IR et RMN. Trois matériaux de type MOFs ont été étudiés permettant de comparer deux fonctions extractantes et deux porosités différentes. Pour cela des acquisitions de données d’extraction de l’uranium en milieu sulfurique ont été réalisées en fonction du temps, de la concentration en uranium, de la concentration en sulfate et du pH. L’ensemble de ces données couplé avec des analyses spectroscopiques ont permis de proposer des mécanismes d’extractions de l’uranium pour les deux fonctions extractantes étudiées.Mots-clés : MOFs, synthèse organique, extraction solide-liquide, uranium