Academic literature on the topic 'Multivalent-Ion'

Le premier chapitre introduit le concept et les caractéristiques fondamentales des matériaux moléculaires. Il met en évidence leurs vastes applications et les avantages qu'ils offrent dans les dispositifs électrochimiques, ainsi qu'un aperçu de leur développement dans ce domaine. Ensuite, les matériaux moléculaires sont classés de trois manières distinctes selon différents critères. Les sous-catégories de chaque classification sont systématiquement expliquées, mettant en lumière différents aspects des matériaux moléculaires selon la méthode de classification.À partir des batteries à ions multivalents, le deuxième chapitre introduit la batterie à ions aluminium émergente comme un système de stockage avec un grand potentiel. Les avantages du développement des batteries à ions aluminium sont montrés à partir des avantages objectifs de l'abondance naturelle et du prix de l'aluminium lui-même, ainsi que du potentiel électrochimique théorique de l'aluminium. Ensuite, du point de vue des électrolytes et des matériaux d'électrode, les batteries à ions aluminium et leur état de développement sont résumés à travers une classification détaillée et des exemples.Par conséquent, sur la base de notre compréhension des matériaux moléculaires et des batteries à ions aluminium, nous avons mené les deux projets suivants :Dans un travail de pionnier, nous avons rapporté les capacités de stockage d'ions lithium du polymère de coordination unidimensionnel (1D) bimétallique fer-nickel, {[FeIII(Tp)(CN)3]2[NiII(H2O)2]}n. Le résultat a d'abord confirmé l'intercalation réversible de Li+ dans le matériau moléculaire à pont cyanure 1D. Cette tentative réussie dans les batteries à ions lithium a éveillé notre intérêt pour explorer davantage la possible insertion d'ions aluminium dans une telle chaîne à pont cyanure unidimensionnelle. Dans ce travail, nous avons sélectionné l'électrolyte liquide ionique ([EMIm]Cl-AlCl3 avec un rapport de 1,1:1 (AlCl3 : ([EMIm]Cl)) comme électrolyte, et développé une série de matériaux unidimensionnels (1D) avec la formule {[FeIII(Tp)(CN)3]2[MII(H2O)2]}n (M = Ni, Co, Mn, Zn, Cu). Nous avons supposé que la faible dimensionnalité et la structure ouverte de ces composés pourraient permettre une (dés)intercalation ionique plus facile et une meilleure capacité d'accueil des ions Al. Nous pouvons également émettre l'hypothèse que la présence d'une enveloppe organique (ligands Tp) dans les chaînes pourrait favoriser des interactions électrostatiques plus faibles entre le cation multivalent inséré et le cadre, et donc une meilleure diffusion. De plus, des comparaisons entre les composés pontés par différents métaux divalents, y compris le zinc inactif, sont destinées à aider à comprendre les effets multiples des métaux pontés sur les composés.Ensuite, nous avons abordé le deuxième sujet basé sur l'acide chloranilique. Il s'agit d'une série de cadres bidimensionnels (2D), car nous souhaitons tirer parti de la haute stabilité de la structure 2D et compter sur les groupes carbonyles potentiels pour réaliser l'intercalation et la désintercalation. En conséquence, les tests préliminaires prouvent la stabilité de cette série de cadres. Étant donné qu'il s'agit d'un projet en cours et que nous n'avons rapporté que les données jusqu'à présent, une investigation plus approfondie de cette série est nécessaire<br>The first chapter introduces the concept and fundamental characteristics of molecular materials. It highlights their broad applications and the advantages they offer in electrochemical devices, along with an overview of their development in this field. Then, molecular materials are classified in three distinct ways based on different criteria. Each classification's subcategories are systematically explained, highlighting different aspects of molecular materials according to the classification method.Starting from multivalent ion batteries, the second chapter introduces the emerging aluminum ion battery as a storage system with great potential. The advantages of developing aluminum ion batteries are shown from the objective advantages of the natural abundance and price of aluminum itself, and the theoretical electrochemical potential of aluminum. Then, from the two aspects of electrolyte and electrode materials, aluminum ion batteries and their development status are summarized through detailed classification and examples.Therefore, based on our understanding of molecular materials and aluminum ion batteries, we conducted the following two projects:In a seminal work, we reported the lithium-ion storage capabilities of the iron-nickel bimetallic one-dimensional (1D) coordination polymer, {[FeIII(Tp)(CN)3]2[NiII(H2O)2]}n. The result first confirmed the reversible Li+ (de)intercalation in the 1D cyanide-bridged molecular material. This successful attempt in lithium-ion batteries aroused our interest in further exploring the possible insertion of aluminium ions into such one-dimensional cyano-bridge. In this work, we selected ([EMIm]Cl-AlCl3 ionic liquid with the ratio of 1.1:1(AlCl3 : ([EMIm]Cl) as electrolyte, and developed a series of one-dimensional (1D) material with the formula{[FeIII(Tp)(CN)3]2[MII(H2O)2]}n (M=Ni, Co, Mn, Zn, Cu). We expected the lower dimensionality and open framework of these compounds could permit easier ion (de)intercalation and a better Al-ion host capability. We can also hypothesize that the presence of organic shell (Tp ligands) in the chains could favor weaker electrostatic interactions between the inserted multivalent cation and the framework, and thus a better diffusion. Furthermore, comparisons between compounds bridged different divalent metals, including inactive zinc, are intended to help understand the multifaceted effects of bridged metals on compounds.Then, we conducted the second topic based on chloranilic acid. It is a series of 2D frameworks, as we would like to take advantage of the high stability of 2D structure and rely on the potential carbonyl groups to realize the intercalation and deintercation. As a result, the preliminary tests prove the stability of this series of frameworks. Since this is an ongoing project and we have only reported the data so far, further investigation of this series is needed

La vinasse de distillerie, co-produit de l’industrie canne-sucre-alcool-énergie, contient de 5 à 7 g/L d’un acide d’intérêt, l’acide aconitique, au sein d’un milieu complexe comportant d’autres acides organiques, des acides aminés, mais surtout des sels minéraux (chlorures et sulfates) et des colorants, rendant sa purification complexe. Afin d’améliorer les performances du procédé d’échange d’ions, au coeur de cette purification, la résine anionique faible Lewatit S4528 a été caractérisée. Le dosage de la résine et des mesures d’isothermes d’échange d’ions ont permis de définir : la capacité totale du support, l’ordre d’affinité des principaux anions de la vinasse et les coefficients d’échange d’ions associés, de même que la capacité pour l’acide d’intérêt dans cette matrice complexe. L’effet du pH, de la forme du support (sulfate, chlorure et base libre) et de l’éluant ont été étudiés en colonne pour différentes solutions (acide seul, vinasse « modèle », vinasse réelle), permettant de préciser les mécanismes de la purification.Les meilleures conditions (vinasse à pH 4,5, résine sous forme chlorure et élution par HCl 0,5 N) ont abouti à un éluat d’une pureté de 28 %MS avec un rendement global de 61 %. Pour éliminer les principales impuretés qui persistent dans l’éluat (ions chlorure et sulfate et des colorants), l’électrodialyse s’est avérée un procédé très performant en ce qui concerne l’élimination des ions chlorure (proche de 100 %) tandis qu’une étape d’adsorption sur résine polystyrénique XAD16 permet l’élimination de 80 % de la charge colorante de l’éluat acide. Le couplage le plus intéressant associe microfiltration, échange d’ions, électrodialyse et adsorption. Il permet d’obtenir une pureté estimée à 37 % MS, avec un facteur de purification de 3,6 par rapport à la vinasse initiale. Ces travaux ont permis d’améliorer d’un facteur 2,6 la pureté de l’acide par rapport à des études antérieures et de mieux comprendre les mécanismes de sa purification sur résine anionique faible<br>Cane stillage or vinasse, a byproduct of cane industry, contains from 5 to 7 g/L of aconitic acid, a valuable trivalent carboxylic acid belonging to the second class of building block chemicals. Vinasse also contains a variety of organic compounds (organic acids, amino-acids, colouring matters) and minerals (chlorides, sulphates), which makes purification not straightforward. The objective of this work is to develop the extraction of aconitic acid from stillage, with anion exchange as the heart of the process. In order to improve performances, the main characteristics of the selected anion-exchange resin (Lewatit S4528) are studied. Acid-base dosage and ion-exchange equilibrium experiments allow the total capacity of this support and the ion-exchange coefficients for the major competing anions (aconitate, chloride and sulfate) to be obtained. Separation performances in column are studied for different pH, different solutions (aconitic acid alone, synthetic and industrial stillage) and different resin forms (sulfate, chloride and free- base) in order to elucidate the separation mechanisms.Elution step is also investigated. Best conditions are for stillage at its natural pH (pH 4.5) on the resin under chloride form and HCl 0,5N as the eluant. A 28% DM purity and a 61% global recovery are achieved for aconitic acid in the eluate. Main impurities still remaining are chlorides or sulfates and coloring matter. Homopolar electrodialysis proves successful for removing nearly 100% chlorides from aconitic acid with a limited loss of the acid (&lt; 15%). Adsorption step on a polystyrenic resin (XAD16) of an acidic eluate leads to the retention of 80% of the colorants, with only 12% of the acid lost. At last, the most interesting process combination associates microfiltration, anion-exchange, electrodialysis and adsorption. Purity is 37% MS, namely 3.6 higher than the original vinasse. This work enables aconitic acid purity to be improved by a factor of 2.6 compared with prior studies and to have a better comprehension of the mechanisms involved in its purification on weak anionic resin