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Recycling metals by controlled transfer of ionic species between complex fluids: en route to 'ienaics'

Authors :
Jean-François Dufrêche
Thomas Zemb
Caroline Bauer
Fabienne Testard
Sandrine Dourdain
Christophe Déjugnat
Olivier Diat
Magali Duvail
Luc Belloni
Chantal Larpent
Stéphane Pellet-Rostaing
Pierre Bauduin
Véronique Dubois
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)
Ions aux Interfaces Actives (L2IA)
Laboratoire Interdisciplinaire sur l'Organisation Nanométrique et Supramoléculaire (LIONS)
Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Energie (ex SIS2M) (NIMBE UMR 3685)
Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut Rayonnement Matière de Saclay (IRAMIS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Modélisation Mésoscopique et Chimie Théorique (LMCT)
Institut Lavoisier de Versailles (ILV)
Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines (UVSQ)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-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)-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)
Source :
Colloid and Polymer Science, Colloid and Polymer Science, Springer Verlag, 2015, 293 (1), pp.1-22. ⟨10.1007/s00396-014-3447-x⟩, Colloid and Polymer Science, 2015, 293 (1), pp.1-22. ⟨10.1007/s00396-014-3447-x⟩
Publication Year :
2015
Publisher :
HAL CCSD, 2015.

Abstract

Recycling chemistry of metals and oxides relies on three steps: dissolution, separation and material reformation. We review in this work the colloidal approach of the transfer of ions between two complex fluids, i.e. the mechanism at the basis of the liquid-liquid extraction technology. This approach allows for rationalizing in a unified model transformation such as accidently splitting from two to three phases, or uncontrolled viscosity variations, as linked to the transformation in the phase diagram due to ion transfer. Moreover, differences in free energies associated to ion transfer between phases that are the origin of the selectivity need to be considered at the meso-scale beyond parameterization of an arbitrary number of competing “complexes”. Entropy and electrostatics are taken into account in relation to solvent formulation. By analogy with electronics dealing about electrons transported in conductors and semi-conductors, this “ienaic” approach deals with ions transported between nanostructures present in colloidal fluids under the influence of chemical potential gradients between nanostructures coexisting in colloidal fluids. We show in this review how this colloidal approach generalizes the multiple chemical equilibrium models used in supra-molecular chemistry. Statistical thermodynamics applied to self-assembled fluids requires only a few measurable parameters to predict liquid-liquid extraction isotherms and selectivity in multi-phase chemical systems containing at least one concentrated emulsified water in oil (w/o) or oil in water (o/w) microemulsion.

Details

Language :
English
ISSN :
0303402X and 14351536
Database :
OpenAIRE
Journal :
Colloid and Polymer Science, Colloid and Polymer Science, Springer Verlag, 2015, 293 (1), pp.1-22. ⟨10.1007/s00396-014-3447-x⟩, Colloid and Polymer Science, 2015, 293 (1), pp.1-22. ⟨10.1007/s00396-014-3447-x⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....51c6214425a64a1bcf48d74647cf138d
Full Text :
https://doi.org/10.1007/s00396-014-3447-x⟩