Dissertations / Theses on the topic 'Adsorbant minéral'

Les techniques diélectriques haute fréquence (0,4-120 mhz) permettent de préciser in situ la nature des interactions adsorbat/adsorbant lors des processus de flottation, grâce à la détermination de la permittivité complexe. L'adsorption de l'oléate de sodium (collecteur complexant) sur les minéraux de type sel (fluorine, barytine et calcite) et celle de la salicylaldoxime et de l'acetylacetone (collecteurs chelatants) sur la malachite entrainent une augmentation sensible de la permittivité diélectrique indépendamment de la fréquence. L'interaction adsorbat/adsorbant serait donc de type chimique. Les collecteurs agissant par effet électrostatique tels que le dodecylsulfate et la dodecylamine (collecteurs ioniques) ont peu d'effet sur les caractéristiques diélectriques des pulpes minérales. La grande sensibilité de la technique permet d'analyser les phénomènes d'adsorption au cours de la formation de la monocouche. Elle s'est révélée particulièrement efficace pour l'étude du pouvoir déprimant des composés tels que le quebracho ou le silicate de sodium et des phénomènes de coadsorption collecteur-déprimant

Nous nous sommes intéressé à l'étude de la nature des interactions entre un métal de transition de le 1ère série- M = Cu, fe et Ti - et une molécule de monoxyde de carbone CO. Ce travail porte d'abord sur les molécules triatomiques MCO, pour lesquelles il existe certaines données expérimentales, mais concerne aussi le domaine de la chimisorption et éventuellement le domaine de la réactivité catalytique. Les calculs de self consistance (SCF) suivis d'une interaction de configuration (IC) nous ont permis, après une recherche systématique, l'attribution de l’état fondamental et des premiers états excités qui sont inconnus pour les molécules MCO et considérées. Les structures électroniques, courbes de potentiel, géométries d’équilibre, champs de force harmoniques complets et vibrations sont présentés et discutés pour l'état fondamental et le premier excité trouvés pour ces systèmes. Ces calculs nous ont permis de déterminer les ressemblances, les différences ainsi que les facteurs influençant la liaison C-0 et la liaison M-C lorsqu'on se déplace dans la série 3d des métaux de transition. Ces calculs théoriques ont nécessité des outils de travail appropriés : un traitement SCF plusieurs couches ouvertes et un traitement d'IC capable de récupérer une partie importante de la corrélation et de tenir compte des problèmes de quasi dégénérescence. Pour les systèmes étudiés ici l'approximation de Hartree-Fock conduit souvent à des résultats insuffisants ; d'importants effets de corrélation apparaissent non seulement dans la détermination des paramètres structuraux, mais aussi dans la description de l’interaction entre M et CO. Dans le traitement de corrélation par variation-perturbation, l'emploi des orbitales naturelles joints à un hamiltonien monoélectronique à nombres d'occupation variables s'avère très efficace pour la convergence du développement d'IC. En plus de leur intérêt pour cette fin, les orbitales naturelles facilitent l'analyse des fonctions d'onde IC ainsi obtenues. D’après les résultats obtenus dans ce travail, nous avons mis en évidence des lois sur la donation et la rétrodonation sous forme explicite et même sous forme qualitative à des fins prédictives.

Le présent travail vise à déterminer dans quelle mesure la physisorption d'un gaz A sur une surface peut modifier le coefficient d'accomodation thermique d'un gaz B sur cette même surface. Le système considéré est celui de l'hélium s'accomodant sur une surface de tungstène nue ou recouverte de xénon ou de krypton physisorbé

L’objectif de ce travail est de comprendre les interactions du tributylétain avec un sable de quartz d'origine naturelle. Le comportement du système complexe a été modélisé en effectuant le même type d'étude sur les principales phases minéralogiques le composant : ce même sable sans les argiles (sable traite), un quartz et une kaolinite. Les analyses couplent à la fois l'analyse de la solution et la caractérisation des surfaces. L’analyse du sable par différentes techniques complémentaires (MEB, AFM, XPS) a permis de mettre en évidence la grande hétérogénéité de surface du solide. En ce qui concerne l'adsorbat, des expériences de titrage du TBT par de la soude ainsi que des mesures de conductivité indiquent que seuls les monomères TBT+ et TBTOH sont présents en solution dans nos conditions expérimentales : concentration en TBT comprise entre 1. 10-5 et 5. 10-4 m et présence de méthanol (entre 0,1 et 5%). Le comportement tensioactif du TBT et ses conséquences sur la sorption ont été pris en compte pour l'interprétation des résultats. Les isothermes présentent une allure qui est indicative de la formation d'une première monocouche suivie par un phénomène de précipitation de surface. La première monocouche résulte de la fixation de TBT+ ou de TBTOH avec formation de complexes tel (SO-), (SOH)(TBT+) et (SOH)(TBTOH), la liaison entre les groupements hydroxyles de surface et le TBT étant probablement de nature électrostatique. Par contre, la précipitation de surface est associée a des interactions hydrophobes et fait intervenir des espèces électriquement neutres vraisemblablement TBTOH. Nos résultats indiquent de plus que les sites d'adsorption préférentiels du TBT sont situés sur le quartz et non sur les argiles. Ainsi, par unité de surface, la capacité de sorption du TBT par les différents adsorbants suit l'ordre suivant : kaolinite << sable naturel < sable traite < quartz

La caractérisation thermodynamique du film de chlorométhane (ch#3cl) adsorbé sur graphite, effectuée par volumétrie d'adsorption entre 129,7 et 181,4 k, a confirmé le diagramme de phases propose après une étude structurale, et l'a complété par la détermination de la température critique de condensation de la première couche (173,6 k) et par la mise en évidence de l'apparition d'une seconde couche adsorbée à partir de 161,5 k. L'étude thermodynamique du trichlorométhane (chcl#3) adsorbé sur graphite a été effectuée par volumétrie d'adsorption entre 206,9 et 227,7 k. Les isothermes présentent deux marches. La température critique de condensation de la première couche est 216 k. Le trace de la seconde marche fait apparaitre des problèmes de germination, mis en évidence par la cinétique d'adsorption et une hystérèse importante. Il semble que la formation d'une bicouche, particulièrement stable, implique une restructuration de la première couche. La cinétique d'adsorption redevient habituelle et l'hystérèse disparait après la fusion de la bicouche à 224,8 k. L'étude par diffraction de RX du même film adsorbé permet d'observer une perte d'ordre dans la première couche à 162 k. Le profil des spectres traduirait la formation d'un mélange microscopique de deux structures, l'une hexagonale et l'autre carrée. La phase hexagonale serait la plus stable et les séquences de la phase carrée seraient des fautes d'empilement

Etude par diffusion Raman exaltée de surface (SERS) de l'influence de différents dépôts d'atomes (Pd, Al, Au, Cu et Si) de l'adsorption d'éthylène, d'oxygène et de pyridine sur des couches continues ou discontinues d'argent ou sur des couches minces d'Ag déposées sur des surfaces non actives vis-à-vis de la diffusion Raman. Analyse et compréhension de l'effet SERS et en particulier de la contribution à très courte portée. Application possible de la spectroscopie Raman à l'étude des surfaces.

La caractérisation structurale du cyclohexane adsorbe sur graphite a été effectuée entre 77**(O)K et 260**(O)K par diffraction de neutrons et de rayons X. Elle a permis de proposer un diagramme de phases 2D rendant compte de trois structures solides qui sont par ordre de densité croissante, commensurable, hexagonale incommensurable et rectangulaire centrée

L'étude thermodynamique, effectuée entre 77 et 84 k, du déplacement par adsorption de krypton d'une couche de cyclohexane pré-déposé sur graphite a permis de déterminer la température critique de déplacement, soit 80,5 k. L'étude du film mixte dichloromethane-xenon (ch#2cl#2-xe) adsorbé sur graphite a pour préalable celle du film pur de ch#2cl#2 sur le même substrat, caractérisé par volumétrie d'adsorption entre 180 et 217 k, et par diffraction de neutrons entre 110 et 170 k. Ch#2cl#2 formé sur le graphite une seule couche monomoléculaire dense de structure rectangulaire centree commensurable 35, qui fond a environ 159 k. La température critique bidimensionnelle (2d) est 201 k. Une seconde couche peu dense pourrait également se former. La caractérisation thermodynamique du film ch#2cl#2-xe montre que l'adsorption de xénon entre 95 et 115 k sur graphite pré-recouvert de ch#2cl#2 donne lieu, avant adsorption du xenon sur lui-même, au déplacement partiel de la couche pré-déposée et a la formation d'une solution 2d (ch#2cl#2-xe). L'organisation de la couche fait apparaitre des difficultés de germination. La solution 2d, bien que correspondant à une phase bien définie est métastable, et on observe sa demixion partielle lorsque l'on adsorbe des quantités croissantes de xenon. La caractérisation structurale de ce système par diffraction de neutrons a donné lieu a l'observation de la compression unidirectionnelle de ch#2cl#2 pré-déposé par adsorption de xenon. Elle a permis de confirmer l'hypothèse de l'existence d'une solution 2d (xe-ch#2cl#2) sous forme de bicouche dans laquelle au moins ch#2cl#2 présente un arrangement périodique

L'influence de la structure cristalline superficielle du platine sur le processus d'électrosorption de l'hydrogène a été étudiée dans différents électrolytes sur les 3 orientations de base avec mise en évidence d'états d'adsorption de l'hydrogène situes à des potentiels exceptionnellement élevés, sur les surfaces à marches (511), (310), (211), (331) et sur un monocristal sphérique. Parallèlement l'effet de l'électrosorption d'oxygène sur la structure de toutes ces surfaces a été étudié en utilisant H2 comme une espèce sonde sensible à la surface cristalline superficielle.

Le mécanisme d'adsorption à l'interface alimine-solution aqueuse a été étudié dans le cas de tensioactifs anioniques (alkylbenzènesulfonate de sodium) et de tensioactifs cationiques (chlorure d'alkyldiméthylbenzyl ammonium). Les propriétés structurales, texturales, superficielles des adsorbants ainsi que les propriétés électrochimiques ont été déterminées

Le présent travail s'intéresse à la modélisation des procédés de séparation de gaz par adsorption modulée en pression (AMP). Toutes les étapes faisant partie des cycles AMP, à savoir, la saturation, la régénération, la compression, la décompression et l'équilibrage, sont étudiées en détail. Un effort notable a été consenti en vue d'évaluer tous les paramètres intervenant dans la modélisation. Les modèles élaborés tiennent compte des aspects hydrodynamique et cinétique (de transfert de matière et de chaleur). En ce qui concerne l'écoulement, les lois de Darcy et d'Ergun ainsi que d'autres modèles plus simples sont comparés. L’écart entre les résultats de simulation obtenus avec les diverses considérations est plus ou moins important suivant les conditions opératoires. C’est pourquoi une attention particulière devrait être accordée quant au choix de la relation à adopter pour caractériser l'écoulement. Plusieurs cinétiques diffusionnelles ont été également considérées pour traduire les résistances au transfert de matière entre les phases gazeuse et solide. Certains modèles couramment utilisés, se sont avérés inadéquats, surtout pour les étapes à pression variable. Tout au long de ce travail, on a mis en exergue l'importance du choix de la cinétique de transport de matière pour avoir une simulation fiable. La confrontation des résultats expérimentaux et simulés pour l'adsorption de méthane et/ou de dioxyde de carbone en mélange avec l'hydrogène, montre une bonne concordance entre les deux. Les modèles conçus sont globalement satisfaisants et peuvent servir comme des outils pour la conception et le dimensionnement des procédés AMP

L'évolution du spectre infrarouge du benzène adsorbe sur des faujasites est suivie en fonction de la composition chimique des adsorbants (zéolites désaluminées, zéolite y ou x, zéolites modifiées par des ions Na, Rb, etc) et de la quantité de benzène adsorbé. On note que 4 formes de benzène ont été mises en évidence, dont l'une est faiblement fixée sur les solides.

Rappels généraux de la chimisorption des gaz sur les métaux et sur les techniques d'étude. Revue détaillée des modèles théoriques permettant de décrire les phénomènes d'adsorption et de désorption. Étude des cinétiques d'adsorption, désorption ou décomposition des gaz N::(2), H::(2), D::(2), NH::(3), ND::(3), CO, NO, O::(2) sur W(100) par l'intermédiaire des mesures des vitesses d'adsorption, de décomposition ou de désorption en fonction de différents paramètres expérimentaux : température de la surface, température du gaz, degré de recouvrement. Analyse des phénomènes de reconstruction de surface

Dans le cadre de cette thèse, nous nous proposons d'examiner le comportement de deux silices bi-fonctionnalisées présentant une mésostructure (i.e., MCM-41) ou non (i.e., gel de silice, dénommé ici SiO2), ainsi que leur réactivité vis-à-vis des espèces de chrome. Les groupements fonctionnels sélectionnés pour modifier les échantillons de silice afin d'atteindre ce but sont d'une part, le mercaptopropyle et l'acide propylsulfonique (MCM-SH,SO3H), et d'autre part le mercaptopropyle et l'éthylènediaminetriacetate (SiO2-SH/ED3A). La recherche a débuté avec des matériaux structurellement ordonnés, de type MCM-41, offrant une très grande aire spécifique tout en assurant un accès rapide et aisé vers les groupements fonctionnels. Sur la base d'une MCM-41 modifiée par des fonctions thiol oxydées à divers degrés, un ensemble d'échantillons d'adsorbants caractérisés par différents rapport de groupements greffés thiol/acide sulfonique (teneur constante en soufre = 1 mmol g-1) ont été synthétisés. Une attention particulière a été portée à la caractérisation de la composition chimique de surface, pour laquelle on s'attend à une forte influence sur les propriétés de sorption. Une méthode simple, basée sur une seule technique instrumentale (titrage conductimétrique), a été appliquée pour la détermination simultanée des groupements thiol et sulfonique sur MCM-SH,SO3H. Dans un second temps, les conditions expérimentales susceptibles de permettre un piégeage effectif de Cr(VI) sur MCM-SH,SO3H ont été définies, en étudiant notamment l'effet du pH, du rapport solide/solution, ou encore de la composition de l'adsorbant (i.e., rapport SH/SO3H). Sur la base des données collectées, un mécanisme de réduction-sorption expliquant le processus d'immobilisation a été proposé. Dans une seconde approche, un autre type de silice bi-fonctionnelle (SiO2-SH,ED3A) a été suggéré afin d'améliorer l'affinité (propriétés de sorption) du matériau vis-à-vis des espèces Cr(III) générées lors de la réduction de Cr(VI). Le gel de silice a été choisi comme matrice pour greffer des quantités contrôlées de groupements mercaptopropyls et éthylènediaminetriacetate à sa surface. La performance de tel adsorbants bi-fonctionnels a été évaluée au regard de paramètres expérimentaux variés susceptibles d'influencer le processus de sorption-réduction (pH, rapport solide/solution, concentration) afin de déterminer le mécanisme de séquestration et de le comparer avec les adsorbants précédents. Finalement, on montrera comment le second adsorbant présente également l'avantage de pouvoir être utilisé dans des conditions dynamiques (expériences en colonne)
The present work proposes to examine chemical characteristics and behavior of two bifunctionalized silicas exhibiting either a mesostructure (i.e., MCM-41) or not (i.e., silica gel, denoted here SiO2) with respect to the immobilization of chromium species. The organo-functional groups selected to achieve this goal are mercaptopropyl and propylsulfonic acid moieties (MCM-SH,SO3H), on one hand, and mercaptopropyl and ethylenediaminetriacetate groups (SiO2-SH/ED3A) on the other hand. The research has been started with structurally ordered materials, of MCM-41 type, to ensure high surface area and easy and fast accessibility to the functional groups. On the basis of thiol-modified MCM-41, a set of sorbent samples containing different ratio of grafted mercaptopropyl and propylsulfonic acid groups (constant concentration of sulfur = 1 mmol g-1) has been synthesized. Special attention was first given to the characterization of surface chemical contents, which are expected to have a strong influence on sorption parameters. A simple, one-instrument method (conductometric titration) has been applied to the simultaneous determination of thiol- and sulfonic group on MCM-SH,SO3H. Then, the experimental conditions that are likely to provide effective sequestration of Cr(VI) on MCM-SH,SO3H have been defined, notably by studying the effect of pH, solid-to-solution ratio, or composition of the adsorbent (i.e., SH/SO3H ratio). On the basis of received data, a reduction-sorption mechanism explaining the uptake process has been proposed. In a second approach, a second type of bi-functional silica (SiO2-SH,ED3A) was suggested so as to improve the affinity (sorption properties) of the material to the reductively-generated Cr(III) species. Silica-gel was chosen as the matrix to graft controlled amounts of mercaptopropyl and ethylenediaminetriacetate groups at its surface. The performance of such bi-functional adsorbent was evaluated with respect to various experimental parameters likely to affect the reduction-sorption process (pH, solid-to-solution ratio, concentration) in order to determine the uptake mechanism and to compare it with the above adsorbent. Finally, it will be seen how this second adsorbent also offers the advantage of being usable in flowing conditions (column experiments)