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REPUBLIQUE DU CAMEROUN PAIX-TRAVAIL-PATRIE ************* UNIVERSITE DE DSCHANG

REPUBLIQUE DU CAMEROUN PAIX-TRAVAIL-PATRIE ************* UNIVERSITE DE DSCHANG **************** ECOLE DOCTORALE REPUBLIC OF CAMEROON PEACE-WORK-FATHERLAND ************* UNIVERSITY OF DSCHANG ***************** POST GRADUATE SCHOOL DSCHANG SCHOOL OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Unité de recherche de chimie des nuisances et du génie de l’environnement (URCHINGE) Master 2 : Chimie Option: Chimie Inorganique Spécialité : Chimie Physique et Théorique Par : MOUELE MOUGHOUGOU Erwin Reinald Matricule : CM-UDS-15SCI 0867 Sous la direction de : Ignas TONLE KENFACK (Prof) Chargé de cours Année Académique 2019-2020 Devoir de CHI 70 Rapport de Lecture d’un article Résumé de l’article L’article intitulé « Nanoporous polymer – Clay hybrid membranes for gases separation » parut dans le journal of colloid and interface science numéro 343 de l’année 2010 allant de la page 622 à 627 a été rédigé par 6 chercheurs et dont l’auteur par correspondance est Christian Detellier . Dans cet article qui est un full paper les auteurs proposent la fabrication des membranes inorganiques pures comme une alternative aux membranes en polymères qui ont longtemps été utilisés. En effet, il se trouve que les propriétés mécaniques et structurelles des matériaux inorganiques ainsi que leurs stabilités thermique et chimique représentent un atout majeur pour l’application dans les procédés de séparation. Toute fois le cout élevé et la faible aptitude au traitement ont conduit au développement de matériaux nanohybrides polymères inorganiques, ainsi on retrouve dans ces matériaux les propriétés combinés des polymères et des matériaux inorganiques c’est-à-dire une grande aptitude au traitement et une grande sélectivité et perméabilité. Plusieurs combinaisons de polymères et de matériaux inorganiques ont fait l’objet d’étude à l’exemple du système (caprolactone)/Montmorillonite. La montmorillonite est choisie comme composant inorganique à cause de son faible cout, sa grande disponibilité et sa capacité d’échange cationique relativement élevée permettant l’intercalation d’un large éventail d’espèces organiques. Parmi les minéraux argileux la polygorskite et la sépiolite peuvent être utilisées comme catalyseurs et conviennent à la formation de matériaux nanohybridés résultant de l’intercalation dans leurs tunnels des molécules organiques relativement petites telles que la pyridine, le méthanol, l’éthanol, ou l’acétone. A partir de matériaux hybrides composés de polydiméthylsiloxane (PDMS) et de sépiolite des membranes ont été préparé dans le cadre de cette étude, la sépiolite permet d’augmenter la sélectivité de la membrane et réduite la perméabilité par rapport aux membranes polysiloxanes pures. Une fraction fine de sépiolite et de montmorillonite ont été préparés par traitement de la dispersion d’argile avec du NaCl 1N plusieurs fois, centrifugé et laver avec de l’eau doublement déionisée. Le résultat est séché à l’air à 60°C, broyée et tamisée. L’intercalation du Bromure de tétraméthylammonium (TMA) dans la montmorillonite s’est effectuée en maintenant sous agitation la dispersion de montmorillonite de la solution de TMA. Pour la préparation des membranes PDMS/sépiolite et PDMS/TMA-MMT. On mélange dans un bécher Pour examiner la morphologie de la surface des membranes ainsi que la distribution des nanoparticules d’argiles dans le polymère on fait appel à la spectroscopie électronique à balayage. Il en ressort que pour des teneurs basses en argile, la surface de la membrane est relativement douce et les nanoparticules de sépiolite sont bien dispersées dans le polymère et donne une membrane homogène. Par contre pour la membrane à forte charge en sépiolite la membrane présente davantage de rugosité et la membrane n’est pas homogène. Des techniques de gravimétrie thermique (TC) ont permis d’étudiés les propriétés thermiques et la stabilité des membranes PDMS/Sépiolite et PDMS/TMA-MMT préparées. Il en ressort de cette analyse que les membranes PDMS/TMA-MMT sont thermiquement stable jusqu’à 300°C puis elles se décomposent en plusieurs étapes allant de 350-450°C à 450- 700°C, correspondant à la décomposition du TMA et du PDMS respectivement. Le même comportement a été observé pour les membranes PDMS/sépiolite. Ils sont stables jusqu’à 300°C, puis o observe deux pertes de poids entre 320 et 450°C et entre 450 et 600°C. La séparation des gaz par les membranes donne des résultats comparables à celles rapportés dans la littérature dans des conditions similaires. Les couples O2/N2 et CO2/CH4 ont été testé sur les membranes et on constate qu’une augmentation de la teneur en argile dans la membrane améliore donc les performances de séparation de la membrane lorsque la teneur en argile est plus élevée, la sélectivité en gaz est régie principalement par l’organo-argile. Les matériaux hybrides ont été préparés à partir de la polymérisation de PDMS en présence de particules minérales d'argile, de sépiolite et de montmorillonite intercalée de tétradiméthylammonium. Dans les deux cas, les surfaces externes des groupes silanols réagissent avec les chaînes de croissance des polymères et une relation a été établie entre la longueur de la chaîne de polymère et la teneur en argile dans les matériaux hybrides. Un matériau polymère hybride avec des parties inorganiques et organiques liées par covalence est obtenu, lequel conduit en outre à un grand réseau polymère de chaînes oligomères de PDMS attachées à des particules d'argile. Des membranes de séparation ont été préparées et testées pour les mélanges CO2 / CH4. En particulier dans le cas de Sépiolite, ils présentent des facteurs de séparation augmentant avec la teneur en argile, bien au-dessus du facteur de séparation observé dans le cas du PDMS seul, dans les mêmes conditions. uploads/Ingenierie_Lourd/ devoir-n02-chi-70.pdf