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221 results on '"Pellet-Rostaing, S"'

17. Permeability of porous liquids

Author

Benghozi-Bouvrande, J., Dourdain, Sandrine, Pellet-Rostaing, S, CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM), and CEA

Subjects
[PHYS.NUCL]Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

International audience

Published
2019

18. Use of bifunctional compounds N, P for extracting uranium from aqueous solutions of nitric acid

Author

Artese, A., Dourdain, Sandrine, Arrachart, Guilhem, Pellet-Rostaing, S, Boubals, N., Guilbaud, P., Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and CADARACHE, Bibliothèque

Subjects
[PHYS.NUCL] Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], uranium, [PHYS.NUCL]Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], [PHYS.NEXP] Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], nitric media, zirconium, [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], solvent extraction
Abstract

International audience; A new series of N, P bifunctional ligands was found to give excellent extraction properties for uranium from a nitric media [1]. Two of them, which only differ by the presence of an alkyl chain between their reactive sites, gave interesting performance in terms of extraction and selectivity towards zirconium. We could observe that the separation factor U/Zr increased from 21.7 for the unbranched molecule to 220 for the branched one. Based on the know-how of the LTSM group in the field of bifunctional ligands synthesis and study and of the CEA / DMRC teams in the data acquisition on major actinides [2], [3], the objective of this study was to explore the capacity of these new molecular architectures for uranium and zirconium extraction, and to understand their extraction mechanisms.The extraction of cations, acid and water by the new bifunctional ligands were characterized by ICP-AES, coulometry and potentiometry. The molecular structures of the complexes were probed with different techniques such as infrared spectrometry and EXAFS. The organization of the ligands in supramolecular aggregates was assessed by X-ray and neutron scattering measurements, and related to their extraction properties.It is indeed now well established that the mechanisms underlying the liquid-liquid extraction processes are based not only on the chelating properties of the extracting molecules [4], but also on their capacity to form supramolecular aggregates because of their amphiphilic nature. This study concentrates therefore on both molecular and supramolecular mechanisms to understand and master both chelation and self-assembly properties of these molecules in order to optimize extraction processes.Thanks to the applied techniques, the influence of this alkyl chain on the selectivity has been put in regards with the complexation of the ligands with the uranium and zirconium and also, with the supramolecular organization in the organic phase.

Published
2019

20. Bifunctional amidophosphonate molecules for uranium extraction in nitrate acidic media

Author

Artese A., Arrachart G., Boubals N., Dourdain S., Felines N., Guilbaud P., Pellet-Rostaing S., Artese A., Arrachart G., Boubals N., Dourdain S., Felines N., Guilbaud P., and Pellet-Rostaing S.

Abstract

Bifunctional amidophosphonate derivatives, already known as efficient ligands in uranium extraction from phosphoric media, have been evaluated and compared to the conventional tri-n-butyl phosphate (TBP) for uranium extraction from nitrate medium. The efficiency of U extraction and its selectivity towards competing elements such as Th, Zr, Mo, Fe, and V was evaluated with various ligand structures. It was found that extractant molecules containing a monosaponified phosphonate moiety instead of phosphonate moieties are less effective and selective. Furthermore, it was observed that the alkylation of the methylene bridge linking the two functional groups prevents the formation of precipitates during the uranium loading. Effects of acidity as well as ligand concentration were also investigated in order to estimate the loading capacity of the molecules. More detailed stoichiometry and transfer energy were further determined by the slope analysis method and a thermodynamic study. The possible uranium recovery from the organic phase has moreover been demonstrated thanks to stripping steps at low nitric acid concentration. (Authors.), Bifunctional amidophosphonate derivatives, already known as efficient ligands in uranium extraction from phosphoric media, have been evaluated and compared to the conventional tri-n-butyl phosphate (TBP) for uranium extraction from nitrate medium. The efficiency of U extraction and its selectivity towards competing elements such as Th, Zr, Mo, Fe, and V was evaluated with various ligand structures. It was found that extractant molecules containing a monosaponified phosphonate moiety instead of phosphonate moieties are less effective and selective. Furthermore, it was observed that the alkylation of the methylene bridge linking the two functional groups prevents the formation of precipitates during the uranium loading. Effects of acidity as well as ligand concentration were also investigated in order to estimate the loading capacity of the molecules. More detailed stoichiometry and transfer energy were further determined by the slope analysis method and a thermodynamic study. The possible uranium recovery from the organic phase has moreover been demonstrated thanks to stripping steps at low nitric acid concentration. (Authors.)

Published
2020

22. How acidity rules synergism and antagonism in liquid–liquid extraction by lipophilic extractants—Part II: application of the ienaic modelling.

Author

Špadina, M., Dourdain, S., Rey, J., Bohinc, K., Pellet-Rostaing, S., Dufrêche, Jean-François, and Zemb, T.

Subjects
LIQUID-liquid extraction, ACIDITY, MOLE fraction, RARE earth metals, SOLVENT extraction, ENERGY transfer
Abstract

In this article Part II, we consider the application of ienaic modeling for solvent extraction of rare earths in the case of the mixed DMDOHEMA/HDEHP extractant system. The system exhibits a synergistic extraction effect depending on the acid concentration and the extractant mole fraction, as demonstrated in the experimental article Part I. In this work, we directly compare experimental findings with theoretical predictions of the droplet model. The model considers the effective free energy of transfer as a combination of competing molecular forces, but contrary to previous micelle models that focus only on the dominant stoichiometry, it allows calculations of free energies of every possible spherical aggregate. The resulting image of the extraction process is that different behaviors can be obtained depending on the acidity and mole fraction of extractants, which are associated with different aggregation regimes in a complex free energy landscape of the system. Nevertheless, self-assembly is tuned by the extraction of all solutes, and not only the target metal cations. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2022
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23. How Acidity Rules Synergism and Antagonism in Liquid–Liquid Extraction by Lipophilic Extractants—Part I: Determination of Nanostructures and Free Energies of Transfer.

Author

Dourdain, S., Špadina, M., Rey, J., Bohinc, K., Pellet-Rostaing, S., Dufrêche, Jean-François, and Zemb, T.

Subjects
LIQUID-liquid extraction, ENERGY transfer, ACIDITY, NANOSTRUCTURES, MOLE fraction
Abstract

Efficient formulations used in hydrometallurgy are often based on synergistic action of two oil-soluble extractants at an optimized mole fraction. In this series of two papers, we describe the N,N'-dimethyl-N,N'-dioctylhexylethoxymalonamide (DMDOHEMA)/di(2-ethylexyl) phosphoric acid (HDEHP) system, and how expression of the synergistic effect varies with acidity, using the three common representations: distribution ratios, yields, and free energies of transfer. The experimental results are detailed in this first part (Part I) with the so-called supramolecular approach, which considers the reverse micelle-like aggregates formed by the lipophilic extractant molecules. It shows that no specific aggregation state is observed at the maximum of synergism and antagonism. Besides, the critical aggregation concentration that characterizes the micellization free energy appears to follow some synergistic trends but cannot explain how acid tunes synergism to antagonism of this mixed system. Based on these results, Part II proposes a theoretical model based on the ienaic approach to interpret acid effect on synergism and antagonism. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Published
2022
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24. Hybrid hollow silica nanospheres for separation chemistry Influence of synthesis parameters

Author

Benghozibouvra, J., Dourdain, S., Pellet-Rostaing, S, CADARACHE, Bibliothèque, CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)

Subjects
[PHYS.NUCL] Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], [PHYS.NUCL]Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], [PHYS.NEXP] Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex]
Abstract

International audience; Nowadays, separation of chemical elements is an important stake for many applications. Although liquid-liquid extraction represents the most applied method at industrial scale, it involves many economic and environmental constraints related to the use of large quantities of solvents. There is therefore a growing interest for alternatives as solid-liquid separation and flotation processes which however, require re-designing the actual industrial installations and present limited performances, in terms of extraction capacity and selectivity.This project proposes to evaluate a new approach allowing to maintain the existing separation installations, by replacing the organic phases of liquid-liquid extraction processes, with a porous liquid. Porous liquids were discovered in 2014 by the Oak Ridge Corporation. They are solid materials made up with hollow nanoparticles of silica, that present the particularity to become liquid when grafted with ionic functions. To date, these materials have only been tested for gas separation. Being at the exact junction between liquid-liquid and solid-liquid extraction processes, porous liquids would allow exploiting the advantages of the two processes. Therefore, we propose to form new porous liquids based on various synthesis methods and to test them for extraction at both solid and liquid state. Various synthesis parameters were investigated to control and understand the morphology of the nanospheres as well as their effect on their future extraction properties. Size, shape and homogeneity of the particles could be changed and controlled. To complete this understanding, a Small Angle X-ray Scattering (SAXS) analysis (Fig.1) was done completed by Transmission Electron Microscopy

Published
2019

25. Use of bifunctional compounds, with phosphonic acid/phosphonate and amine functions, to extract uranium (VI) from aqueous solutions of nitric acid

Author

Pellet-Rostaing, S, Arrachart, Guilhem, Leydier, Antoine, Turgis, Raphael, Chapron, Simon, Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), ARRACHART, GUILHEM, and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[CHIM] Chemical Sciences, [CHIM]Chemical Sciences
Published
2019

27. Comportement électrochimique des Terres Rares dans des liquides ioniques à température ambiante

Author

Bengio, D., Mendes, E., Moisy, P., Pellet-Rostaing, S, CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and CADARACHE, Bibliothèque

Subjects
[PHYS.NUCL] Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], Electrochimie, [PHYS.NUCL]Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], [PHYS.NEXP] Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], Lanthanides, [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], Liquide ionique
Abstract

International audience; Les liquides ioniques sont des sels composés d’un cation organique et d’un anion, dont latempérature de fusion est inférieure à 100°C. Ces solvants présentent des propriétésintéressantes pour le développement de nouveaux procédés de recyclage des métauxstratégiques. En particulier, ils ont une pression de vapeur saturante négligeable, une capacité àsolubiliser à la fois des composés polaires et apolaires ainsi qu’une large fenêtre électrochimique. Leur utilisation pour la mise en œuvre du recyclage par voie électrochimique semble donc toutà fait indiquée et ils constituent une alternative à l’utilisation de sels fondus à haute températurequi sont des milieux corrosifs. Parmi les nombreuses combinaisons de cations et d’anionspossibles, il a été choisi de travailler avec des liquides ioniques composés de cations ammoniumet de l’anion bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (NTf$_2^-$) qui présentent des propriétés physicochimiquesoptimales pour une utilisation en électrochimie.

Published
2018

28. Use of bifunctional compounds N, P for uranium purification from aqueous solutions of nitric acid

Author

Artese, A., Dourdain, Sandrine, ARRACHART, GUILHEM, Leydier, A., Pellet-Rostaing, S, Boubals, N., Guilbaud, P., CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), CADARACHE, Bibliothèque, and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[PHYS.NUCL] Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], inorganic chemicals, [PHYS.NUCL]Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], [PHYS.NEXP] Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], technology, industry, and agriculture, Uranium, amont, Extraction, Molécule bifonctionnelle, [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex]
Abstract

International audience; The refining plants of natural uranium concentrates rely on a solvent extraction process to produce uranium at the so-called "nuclear" purity. Extraction of uranium (from yellow cake) is performed thanks to an organic phase containing a specific extractant, further washed to recover pure uranium in a new aqueous phase. The conventional extractant is tri-n-butyl phosphate (or TBP). However, even though the TBP works pretty well at industrial scale, it is still of research interest to find optimized and highly efficient systems. Research has therefore been undertaken to find alternatives to TBP.It turns out that most of the tested extractants have a moderate affinity for uranium (VI) with little or no selectivity for this element toward the other metallic species. A new series of N, P bifunctional ligands showed excellent properties in a nitric medium in terms of affinity for uranium extraction. Based on the know-how of the LTSM team in the field of bifunctional ligands synthesis and study and of the CEA / DMRC teams in the data acquisition on major actinides , the objective of this study is to explore and study the capacity of new molecular architectures for uranium extraction, and to understand their extraction mechanisms. It is now established that the mechanisms underlying the liquid-liquid extraction processes are based not only on the complexing properties of the extracting molecules, but also on their capacity to form supramolecular aggregates because of their amphiphilic nature. This study concentrates therefore on both molecular and supramolecular mechanisms to understand and master both chelation and self-assembly properties of these molecules in order to optimize extraction processes.The molecular structures of the complexes are probed using different techniques such as infrared spectrometry. The extraction of cations, acid and water by the new bifunctional ligands are characterized by ICP, coulometry and potentiometry. The organization of the ligands in supramolecular aggregates is characterized by X-ray and neutrons scattering measurements. Critical aggregation concentrations are measured in detail by surface tensiometry to relate them to aggregation energies. All these molecular and supramolecular aspects of the system are related to its extraction properties.

Published
2018

29. SILEXE project: A potential solution for the recycling of critical metals from electronic waste

Author

Lejeune, Manuel, Draye, M., Kardos, N., Turgis, R., Mary, F., ARRACHART, GUILHEM, Pellet-Rostaing, S, Michel, S., Legeai, S., Laboratoire LCME / Equipe Chimie Verte (LCME_CV), Laboratoire de Chimie Moléculaire et Environnement (LCME), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry])-Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Jean Lamour (IJL), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Saber, Abdel-Ilah, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and Université de Lorraine (UL)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[SDE] Environmental Sciences, [CHIM.ANAL] Chemical Sciences/Analytical chemistry, [CHIM.ANAL]Chemical Sciences/Analytical chemistry, [SDE]Environmental Sciences, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

National audience

Published
2018

30. Selective extraction of rare earth elements from acidic aqueous solutions with the help of a monoamide

Author

Pellet-Rostaing, S., Jean Duhamet, Moussa Toure, Guilhem Arrachart, Raphael Turgis, Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CEA Marcoule, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and ARRACHART, GUILHEM

Subjects
[CHIM] Chemical Sciences, [CHIM]Chemical Sciences
Published
2018

31. Nouveau polymères sorbant pour la récupération des lanthanides pour leurs mises en œuvre dans des procédés de séparation assisté par complexation sur polymères (PEUF/PAUF)

Author

D.G., Gomes, Faur, Catherine, Pellet-Rostaing, S, Dacheux, Nicolas, Bouyer, Denis, Monge, Sophie, FALQUE, Philippe, Institut Européen des membranes (IEM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM ICMMM), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut de Chimie du CNRS (INC), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM)

Subjects
[CHIM] Chemical Sciences, [CHIM]Chemical Sciences, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

International audience

Published
2018

32. Utilisation de composés bifonctionnels, à fonctions acide phosphonique / phosphonate et amine, pour extraire l'uranium (VI) de solutions aqueuses d'acide nitrique

Author

Leydier, A., ARRACHART, GUILHEM, Pellet-Rostaing, S, Turgis, Raphaël, Chapron, S., Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Le Goff, Xavier

Subjects
[CHIM] Chemical Sciences, [CHIM]Chemical Sciences
Abstract

L'invention se rapporte à l'utilisation d'un composé de formule générale (I) : dans laquelle : R1 et R2, identiques ou différents, représentent H ou un groupe hydrocarboné acyclique, saturé ou insaturé, en C4 à C12 ; R3, R4, R5 et R6, identiques ou différents, représentent H, un groupe hydrocarboné acyclique, saturé ou insaturé, en C1 à C12 et comprenant éventuellement un ou plusieurs hétéroatomes ; un groupe hydrocarboné cyclique, saturé ou insaturé, en C5 ou C6 ; ou un groupe hétérocyclique, saturé ou insaturé, à 5 ou 6 chaînons ; en tant qu'extractant, pour extraire l'uranium(VI) d'une solution aqueuse comprenant de l'acide nitrique. L'invention se rapporte également à un procédé qui permet de récupérer l'uranium(VI) présent dans une solution aqueuse comprenant de l'acide nitrique et qui met en œuvre les composés de formule générale (I) en tant qu'extractants ainsi qu'à de nouveaux composés bifonctionnels à fonctions phosphonique/phosphonate et amine. Applications : raffinage des concentrés d'uranium naturel ; traitement de solutions aqueuses nitriques de dioxyde d'uranium.

Published
2017

33. Method for separating uranium and/or thorium

Author

Nicolas Dacheux, Pellet-Rostaing, S., Donatien Gomes Rodrigues, Monge-Darcos S., catherine Faur, Denis Bouyer, Interfaces de Matériaux en Evolution (LIME), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and Le Goff, Xavier

Subjects
[CHIM] Chemical Sciences, [CHIM]Chemical Sciences
Abstract

The invention pertains to a method for separating uranium and/or thorium from an aqueous suspension, said method comprising: a) Contacting said suspension with at least a polymer having formula (I) wherein n is an integer which is not 0 and is no more than 50 R1 is H or CH 3 , R2 is H or a C1-C20-alkyl, R3 and R4 are independently H or a C1-C20-alkyl, X, Y are O or NH, said polymer being soluble in said aqueous suspension, and wherein when R3 and R4 are H, p is an integer which is 1 or more and 10 at the most, and said polymer is a flocculating polymer, and when at least one of R3 and R4 is not H, p is an integer which is 3 or more and 10 at the most, and said polymer is a thermosensitive polymer and has a LCST in said suspension, b) Carrying out at least one of the following steps b1) and b2) b1) If said suspension contains uranium, separating the aggregates resulting from flocculation of said polymer, from said mixture, b2) If said suspension contains thorium, modifying the mixture until the LCST of the polymer in the mixture is reached or exceeded and separating the resulting aggregates from said mixture; and c) Recovering at least one of uranium and/or thorium-free mixture, aggregates bearing uranium and aggregates bearing thorium.

Published
2017

34. Comparison of usual electrode materials in a n,n-trimethylbutylammnium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide ionic liquid

Author

Bengio, D., Moisy, P., Mendes, E., Pellet-Rostaing, S, CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and amplexor, amplexor

Subjects
[PHYS.NUCL] Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], electrochemistry, [PHYS.NUCL]Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], [PHYS.NEXP] Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], quaternary ammonium, bis(trifluoromethanesulfonyl)imide, platinum, gold, [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex]
Abstract

International audience; Ionic liquids (ILs) have been studied for two decades as electrolytes for various electrochemical experiments and more specifically for separation and electrodeposition of metals or semiconductors. Among the numerous anions synthesized to design ILs, the bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (NTf$_2^-$) anion is commonly used for its electrochemical stability and hydrophobicity. In particular, the combination of short-chained quaternary ammonium cations and the NTf$_2^-$ anion gives hydrophobic ILs that have large electrochemical windows (5,0 to 6,0 V) and reasonably low viscosities (20 - 150 mPa.s.) Thus, this family of ILs has become a very common one for electrochemical studies. However, fundamental understanding on the phenomena occurring at the electrode/electrolyte interface in these ILs is still needed in order to select the right electrode material for a given application.The use of electrochemical techniques requires electrodes that are inert in the working potential range. Thus, the present work focusses on a study and comparison of the behavior of three common electrode materials (glassy carbon, platinum and gold) in N-Trimethyl-N-butylammonium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide ([N$_{4111}$][NTf$_2$]). These three materials are commonly considered as totally inert on the electrochemical window of [N$_{4111}$][NTf$_2$] (-3,0 to +2,7 V vs Fc$^+$/Fc), with current densities in the mA range. However, when trying to observe and interpret signals in the uA range, extensive study of phenomena occurring at the electrode/IL interface has to be completed 4,5. Thanks to transient electrochemistry, and by studying the influences of water concentration and acidity in the IL, we could get a better understanding of the different phenomena occurring at the electrode/electrolyte interface. The relative role of the anion was also investigated.

Published
2017

35. Extraction sélective des terres rares de solutions aqueuses acides par un monoamide

Author

Pellet-Rostaing, S, Arrachart, Guilhem, Turgis, Raphaël, M., Tourré, Duhamet, J., Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Le Goff, Xavier, and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[CHIM] Chemical Sciences, [CHIM]Chemical Sciences
Abstract

L'invention se rapporte à l'utilisation du N,N-butylacétamide comme extractant pour extraire au moins une terre rare d'une phase aqueuse acide. Elle se rapporte aussi à un procédé d'extraction liquide-liquide d'au moins une terre rare d'une phase aqueuse acide, qui comprend au moins une mise en contact de la phase aqueuse acide avec une phase organique non miscible à l'eau et comprenant au moins un extractant, puis une séparation de la phase aqueuse acide de la phase organique, et qui est caractérisé en ce que l'extractant est le N,N-dibutylacétamide. Elle se rapporte également à un procédé de récupération d'au moins une terre rare à partir d'une phase aqueuse acide, qui met en œuvre ce procédé d'extraction. Applications : production de terres rares à partir de concentrés de minerais naturels ou urbains et, en particulier, recyclage des terres rares contenues dans les aimants permanents Néodyme-Fer-Bore, usagés ou rebutés.

Published
2016

36. Nouvel extractant, utile pour extraire les terres rares d'une solution aqueuse d'acide phosphorique, et ses applications

Author

Rey, J, Pellet-Rostaing, S, Dourdain, Sandrine, S., Atak, Arrachart, Guilhem, Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Le Goff, Xavier, and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[CHIM] Chemical Sciences, [CHIM]Chemical Sciences
Abstract

L'invention se rapporte à un nouvel extractant qui permet d'extraire d'une solution aqueuse d'acide phosphorique à la fois les terres rares légères et les terres rares lourdes susceptibles d'être présentes dans cette solution et qui est caractérisé en ce qu'il comprend : - un composé de formule (I) ci-après : dans laquelle R1 et R2, identiques ou différents, sont un groupe hydrocarboné, saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié, en C6 à C12 ; R3 est un groupe hydrocarboné, en C1 à C6, ou un groupe hydrocarboné, saturé ou insaturé, monocyclique, en C3 à C8 ; R4 et R5, identiques ou différents, sont un atome d'hydrogène ou un groupe hydrocarboné, saturé ou insaturé, linéaire ou ramifié, en C2 à C8 ; et - un tensioactif. Elle se rapporte également aux applications de ce nouvel extractant : traitement de solutions aqueuses issues de la lixiviation de phosphates naturels par l'acide sulfurique et de solutions aqueuses issues de la lixiviation de minerais urbains par l'acide phosphorique en vue de valoriser les terres rares présentes dans ces solutions.

Published
2016

37. Mini-fluidics to determine selectivity in free energy of ion phase transfer liquid-liquid confronted to parameter-free theories

Author

Jean Christophe Gabriel, Johannes Theisen, Wilk Andreas, Kokoric Vjekoslav, Julien Rey, Jean Duhamet, Olivier Diat, Pellet-Rostaing, S., Jean-François Dufrêche, Boris Mizaikoff, Helmuth Möhwald, Thomas Zemb, DSM/DPNS, CEA, CEA, Ions aux Interfaces Actives (L2IA), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), Institute of Analytical and Bioanalytical Chemistry, Ulm University, Universität Ulm - Ulm University [Ulm, Allemagne], CEA Marcoule, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Modélisation Mésoscopique et Chimie Théorique (LMCT), Max Planck Institute of Colloids and Interfaces, Max-Planck-Gesellschaft, PHC PROCOPE µFluid-IR, European Project: 320915,EC:FP7:ERC,ERC-2012-ADG_20120216,REE-CYCLE(2013), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Gabriel, Jean-Christophe, and Rare Earth Element reCYCLing with Low harmful Emissions - REE-CYCLE - - EC:FP7:ERC2013-07-01 - 2018-06-30 - 320915 - VALID

Subjects
[PHYS]Physics [physics], [SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI] Engineering Sciences [physics], [CHIM] Chemical Sciences, Extraction Liquide-Liquide, [CHIM]Chemical Sciences, Free energy, Phase diagram determination, Rare earth recovery, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS, Microfluidiques, [PHYS] Physics [physics], process development
Abstract

International audience

Published
2016

38. Separation of Americium by Liquid-Liquid Extraction using Diglycolamides Complexing Agents

Author

Marie, C., Chapron, S., Pacary, V., Vanel, V., Duchesne, M.-T., Russello, E., Arrachart, Guilhem, Pellet-Rostaing, S, Boubals, N., Miguirditchian, M., CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and amplexor, amplexor

Subjects
[PHYS.NUCL] Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], diglycolamides, americium, liquid-liquid extraction, [PHYS.NUCL]Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], [PHYS.NEXP] Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], curium, [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex]
Abstract

International audience; Recycling americium (Am) alone from the spent fuel is an important option studied for the future nuclear cycle (Generation IV systems) since Am is one of the main contributor to the long-term radiotoxicity and heat power of ultimate waste. Since 2008, a liquid-liquid extraction process called EXAm has been developed by the CEA to allow the recovery of Am alone from a PUREX raffinate (already cleared from U, Np and Pu). A mixture of DMDOHEMA (N,N'-dimethyl-N,N'-dioctyl-2-(2-(hexyloxy)ethyl)-malonamide) and HDEHP (di-2-ethylhexylphosphoric acid) in TPH is used as the solvent and the Am/Cm selectivity is improved using TEDGA (tetraethyldiglycolamide) as a selective complexing agent to maintain Cm and heavier lanthanides in the acidic aqueous phase (HNO3 5M). Americium is then stripped selectively from light lanthanides at low acidity (pH 3) with a polyaminocarboxylic acid.The feasibility of sole Am recovery was already demonstrated during hot tests in ATALANTE facility and the EXAm process was adapted to a concentrated raffinate (HAC) to optimize the process compactness. The speciation of TEDGA complexes formed in the aqueous phase with Am, Cm and lanthanides was studied to better understand and model the behavior of TEDGA in the process. Some Ln-TEDGA species are extracted into the organic phase and this specific chemistry might play a role in the Am/Cm selectivity improvement. Hence the hydrophilicity-lipophilicity balance of the complexing agent is an important parameter. In this comprehensive study, new analogues of TEDGA were synthesized and tested in the EXAm process conditions to understand the relationship between their structure and selectivity. New derivatives of TEDGA with different N-alkyl chain lengths and ramifications were synthesized. The impact of lipophilicity and steric hindrance on ligand partitioning and Am/Cm selectivity was investigated. Ligands with different size of spacer between the two amide functional groups were also synthesized. These molecules show an inversion of Am/Cm selectivity with a better affinity for Am instead of Cm.

Published
2016

40. Use of novel compounds for selectively extracting rare earths from aqueous solutions including phosphoric acid and associated extraction method

Author

Mary, Fanny, ARRACHART, GUILHEM, Pellet-Rostaing, S, Leydier, Antoine, Dubois, Veronique, Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and ARRACHART, GUILHEM

Subjects
[CHIM] Chemical Sciences, [CHIM]Chemical Sciences
Published
2016

41. Novel bifunctional phosphine oxide-phosphonate compounds as ligands for uranium(VI) extraction from aqueous phosphoric acid solutions

Author

Burdet, Fabien, Leydier, Antoine, Arrachart, Guilhem, Pellet-Rostaing, S, Turgis, Raphael, Miguirditchian, Manuel, Bernier, Gilles, Département de recherche sur les procédés pour la mine et le recyclage du combustible (DMRC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and ARRACHART, GUILHEM

Subjects
[CHIM] Chemical Sciences, [CHIM]Chemical Sciences
Published
2016

42. Compounds with phosphine oxide and amine functions as ligands for uranium(VI) extraction from aqueous solutions of sulfuric acid

Author

Pellet-Rostaing, S, Leydier, Antoine, Arrachart, Guilhem, Turgis, Raphael, Dubois, Veronique, Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), and ARRACHART, GUILHEM

Subjects
[CHIM] Chemical Sciences, [CHIM]Chemical Sciences
Published
2016

45. A high throughput method to determine selectivity of ion phase transfer in multi- component chemical systems: towards predictive modelling of extraction

Author

Johannes Theisen, Julien Rey, Christophe Penisson, Jean Duhamet, Véronique Dubois, Nicolas Verplanck, Olivier Diat, Pellet-Rostaing, S., Jean-François Dufrêche, Daniel Meyer, Helmuth Möhwald, Thomas Zemb, Jean Christophe Gabriel, Ions aux Interfaces Actives (L2IA), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), CEA Marcoule, Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Service Bio-System on Chip (SBSC), Département Microtechnologies pour la Biologie et la Santé (DTBS), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Modélisation Mésoscopique et Chimie Théorique (LMCT), Systèmes HYbrides pour la Séparation (LHyS), Max Planck Institute of Colloids and Interfaces, Max-Planck-Gesellschaft, DSM/DPNS, CEA, CEA, PHC PROCOPE µ-FLUID-IR, European Project: 320915,EC:FP7:ERC,ERC-2012-ADG_20120216,REE-CYCLE(2013), Gabriel, Jean-Christophe, Rare Earth Element reCYCLing with Low harmful Emissions - REE-CYCLE - - EC:FP7:ERC2013-07-01 - 2018-06-30 - 320915 - VALID, and Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)

Subjects
[SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI] Engineering Sciences [physics], [CHIM] Chemical Sciences, First principles modeling, [CHIM]Chemical Sciences, Recycling, Free energy, Phase diagram determination, Liquid-liquid extraction, Rare earth recovery, Microfluidiques
Abstract

International audience; Liquid-liquid extraction is a crucial process for recycling chemistry. In order to reuse and to avoid mining of rare earths, recycling has often to be performed by separating and purifying the rare earths from iron. This known technology relies on ion equilibria in coexisting phases located between binodal tie-lines in the Winsor II regime of a microemulsion with excess brine. Since the systems contain ten components, the phase diagram in seven dimensions must be projected in tetrahedron. The selectivity and differences of free energy of transfer can be determined with good reliability and with reasonable time: days instead of months needed by batch methods. Availability of data with variable composition allows to challenge the very few predictive models based on first principles and evaluating the free energy of transfer terms.

Published
2015

46. An instrumented microfluidic tool for complex fluid phase diagram determination: Inline and real-time exploration of solvent extraction

Author

Theisen, T., Rey, J., Penisson, C., Wilk, A., Kokoric, V., Verplanck, N., Dourdain, Sandrine, Mizaikoff, B., Duhamet, J., Pellet-Rostaing, S, Meyer, Daniel, Möhwald, H., Zemb, Thomas, Gabriel, J.-C. P., Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives - Laboratoire d'Electronique et de Technologie de l'Information (CEA-LETI), Direction de Recherche Technologique (CEA) (DRT (CEA)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Ions aux Interfaces Actives (L2IA), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), Universität Ulm - Ulm University [Ulm, Allemagne], Département de Technologies du Cycle du combustible (DTEC), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Systèmes HYbrides pour la Séparation (LHyS), Max Planck Institute of Colloids and Interfaces, Max-Planck-Gesellschaft, Service de Physique des Matériaux et Microstructures (SP2M - UMR 9002), Institut Nanosciences et Cryogénie (INAC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019]), PHC Procope µFluid-IR, European Project: 320915,EC:FP7:ERC,ERC-2012-ADG_20120216,REE-CYCLE(2013), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institute of Analytical and Bioanalytical Chemistry, Ulm University, Gabriel, Jean-Christophe, and Rare Earth Element reCYCLing with Low harmful Emissions - REE-CYCLE - - EC:FP7:ERC2013-07-01 - 2018-06-30 - 320915 - VALID

Subjects
[PHYS]Physics [physics], [SPI]Engineering Sciences [physics], [SPI] Engineering Sciences [physics], [CHIM] Chemical Sciences, Extraction Liquide-Liquide, [CHIM]Chemical Sciences, Microfluidiques, [PHYS] Physics [physics], phase diagram
Abstract

International audience; Liquid-liquid extraction, i.e. control of the reversible transfer of cations between phases, is a core chemical process for metal purification and recycling. The objective of the “REE-CYCLE” project (Rare Earth Element reCYCling with Low harmful Emissions) is to develop the fundamental understanding of complex fluid processing in order to innovate environmentally friendly, economically competitive processes. The presented work on micro-solvent-extraction takes this approach beyond the state-of-the-art: An instrumented and computer-controlled microfluidic device is described, enabling the first steps towards fast measurement of the free energy of ion transfer between complex fluids. Continuous screening of a manifold parameter set, including e.g. multi-component phase composition, pH, temperature, will be enabled by integra-ting inline, real-time measurements into a robotized lab-on-a-chip. Miniaturized spectro-scopic and sensing methods will allow automated characterization of kinetics/thermody-namics, partition coefficients, chemical potential differences and constituent’s activity coefficients. First results of the microfluidic device, compared to batch mode assays, are presented concerning temperature and pH variation. Examples are shown on N,N,N′,N′-tetraoctyl-3-oxapentane-1,5-diamide (TODGA) reverse micelles diluted in dodecane for lanthanide extraction in the presence of iron. Partition coefficients and kinetics data for different parameters are addressed and resulting pathways explored to enhance separation and selectivity. First data on solvent activity coefficient measurements will also be presented, giving insight on molecule aggregation, constituents’ chemical potentials and solvent vapour pressure.

Published
2015

47. Pertraction of neodymium by a dedicated solvent

Author

Toure, M., Borda, G., Duhamet, J., Pellet-Rostaing, S, Département de Technologies du Cycle du combustible (DTEC), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), CEA-Direction de l'Energie Nucléaire (CEA-DEN), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), amplexor, amplexor, Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[PHYS.NUCL] Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], [PHYS.NUCL]Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], [PHYS.NEXP] Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

International audience; The process called pertraction or non-dispersive solvent extraction (NDSX) is a technique whichallows the metals recovery from leach solutions. It is a liquid-liquid extractor in which the interfacialarea is delimited by a porous membrane separating two immiscible phases, the aqueous phasecontaining the species to be extracted and the organic phase forming the extractant. In the case ofthe figure bellow, organic phase passing through the shell side of the module wets the hydrophobicmembrane. A non-wetting aqueous phase is passed through the lumen side of the membrane.

Published
2015

48. Procédés d'extraction et de récupération du tantale présent dans une phase aqueuse acide au moyen d'un liquide ionique, et utilisation d'un tel liquide ionique pour extraire le tantale d'une phase aqueuse acide

Author

Turgis, Raphaël, ARRACHART, GUILHEM, Pellet-Rostaing, S, Draye, M., Legeai, Sophie, Virieux, David, Loe-Mie, Faidjiba, Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Laboratoire de Chimie Moléculaire et Environnement (LCME), Université Savoie Mont Blanc (USMB [Université de Savoie] [Université de Chambéry]), Institut Jean Lamour (IJL), Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Lorraine (UL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM), Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), ANR-13-CDII-0010,SILEXE,Liquides ioniques pour le recyclage de métaux stratégiques par procédé d'extraction/électrodéposition(2013), LEGEAI, Sophie, Chimie Durable – Industries, Innovation - Liquides ioniques pour le recyclage de métaux stratégiques par procédé d'extraction/électrodéposition - - SILEXE2013 - ANR-13-CDII-0010 - CD2I - VALID, Institut Charles Gerhardt Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux de Montpellier (ICGM ICMMM), and Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université de Montpellier (UM)-Université Montpellier 1 (UM1)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut de Chimie du CNRS (INC)

Subjects
[CHIM] Chemical Sciences, [CHIM]Chemical Sciences
Abstract

L'invention se rapporte à un procédé d'extraction du tantale d'une phase aqueuse A1 acide comprenant au moins une étape comprenant la mise en contact de la phase aqueuse A1 avec une phase A2 non miscible à l'eau, puis la séparation de la phase aqueuse A1 de la phase A2, la phase A2 étant constituée par un liquide ionique ou un mélange de liquides ioniques en tant qu'extractant. L'invention se rapporte également à un procédé de récupération du tantale mettant en œuvre ce procédé d'extraction ainsi qu'à une utilisation d'un liquide ionique ou d'un mélange de liquides ioniques en tant qu'extractant, pour extraire le tantale d'une telle phase aqueuse A1.

Published
2015

49. Synthesis of new functionalized and thermosensitive polymer for f-elements sorption-complexation

Author

Gomes Rodrigues, Donatien, Faur, Catherine, Pellet-Rostaing, S, Dacheux, Nicolas, Bouyer, Denis, Monge, Sophie, Institut Européen des membranes (IEM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Université Montpellier 2 - Sciences et Techniques (UM2)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM), and Herrada, Anthony

Subjects
[CHIM] Chemical Sciences, [CHIM]Chemical Sciences, ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

International audience

Published
2015

50. Pertraction of neodymium

Author

Toure, M., Borda, G., Ode, D., Duhamet, J., Pellet-Rostaing, S, CEA-Direction de l'Energie Nucléaire (CEA-DEN), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), Institut de Chimie Séparative de Marcoule (ICSM - UMR 5257), Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), CEA-Direction des Energies (ex-Direction de l'Energie Nucléaire) (CEA-DES (ex-DEN)), Tri ionique par les Systèmes Moléculaires auto-assemblés (LTSM), Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), amplexor, amplexor, and Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montpellier (ENSCM)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Subjects
[PHYS.NUCL] Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], Neodymium, [PHYS.NUCL]Physics [physics]/Nuclear Theory [nucl-th], [PHYS.NEXP] Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], Pertraction, diffusion coefficient, [PHYS.NEXP]Physics [physics]/Nuclear Experiment [nucl-ex], ComputingMilieux_MISCELLANEOUS
Abstract

International audience

Published
2015

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