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Synergism in a HDEHP/TOPO Liquid−Liquid Extraction System: An Intrinsic Ligands Property?

Authors :
Sandrine Dourdain
J. Rey
Stéphane Pellet-Rostaing
Marie-Christine Charbonnel
O. Pecheur
Philippe Guilbaud
Dominique Guillaumont
Fabienne Testard
Laurence Berthon
Département RadioChimie et Procédés (DRCP)
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)
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)
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)
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)
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)-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 :
Journal of Physical Chemistry B, Journal of Physical Chemistry B, American Chemical Society, 2016, 120, pp.2814-2823. ⟨10.1021/acs.jpcb.5b11693⟩, Journal of Physical Chemistry B, 2016, 120, pp.2814-2823. ⟨10.1021/acs.jpcb.5b11693⟩
Publication Year :
2016
Publisher :
HAL CCSD, 2016.

Abstract

International audience; Among the proposed mechanisms to predict and understand synergism in solvent extraction, the possibility of a preorganization of the mixture of extractant molecules has never been considered. Whether involving synergistic aggregation as for solubilization enhancement with reverse micelles or favored molecular interaction between the extractant molecules, evaluation of this hypothesis requires characterization of the aggregates formed by the extractant molecules at different scales. We investigate here the HDEHP/ TOPO couple of extractant with methods ranging from vibrational spectroscopy and ESI-MS spectrometry to vapor pressure osmometry and neutron and X-ray scattering to cover both molecular and supramolecular scales. These experimental methods are subjected to DFT calculations and molecular dynamics calculations, allowing a rationalization of the results through the different scales. Performed in the absence of any cation, this original study allows a decorrelation of the mechanisms at the origin of synergy: it appears that no clear preorganization of the extractants can explain the synergy and therefore that the synergistic aggregation observed in the presence of cations is rather due to the chelation mechanisms than to intrinsic properties of the extractant molecules.

Details

Language :
English
ISSN :
15206106 and 15205207
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Physical Chemistry B, Journal of Physical Chemistry B, American Chemical Society, 2016, 120, pp.2814-2823. ⟨10.1021/acs.jpcb.5b11693⟩, Journal of Physical Chemistry B, 2016, 120, pp.2814-2823. ⟨10.1021/acs.jpcb.5b11693⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....71ac84c56f647bcae7c167f8a56b4ddc
Full Text :
https://doi.org/10.1021/acs.jpcb.5b11693⟩