Systèmes à hybridation mixte: Vers "l'après C60"
Axe 1 — Matériaux à base de calixarènes pour la décontamination et la récupération de métaux stratégiques
Chercheurs partenaires et collaborateurs : Ekaterina Shilova (AJELIS), Pascal Viel (LICSEN, CEA)
Les calixarènes sont bien connus pour leur capacité à former des complexes d’inclusion avec une large variété d’espèces organiques et inorganiques (ions métalliques et organiques, petites molécules neutres, etc…). Dans ce contexte, ils sont communément utilisés par exemple pour l’extraction du cesium radioactif des effluents de l’industrie nucléaire, en général par extraction liquide/liquide. Bien qu’efficaces, ces procédés liquide/liquide présentent certains désavantages, tels que i) l’utilisation de grandes quantités de solvants organiques, ii) la production d’effluents secondaires, et iii) une certaine complexité de mise en oeuvre.
En collaboration étroite avec le Commissariat à l’Energie Atomique (CEA), nous développons depuis quelques années de nouveaux procédé d’extraction solide/liquide. Des molécules-cages (calixarènes, ethers-couronne, etc…) sélectives pour certains ions sont greffées sur des surfaces solides électriquement conductrices (feutres de carbone). Cela rend possible le transfert direct de l’ion-cible sur la surface solide choisie. Ceci simplifie considérablement les processus d’extraction. De plus, la nature conductrice du substrat permet une régénération très simple des adsorbants solides par application d’un potentiel électrique. Ce procédé est actuellement testé à échelle pilote pour l’extraction du cesium d’effluents aqueux.
Plus récemment, de nouvelles générations de fibres adsorbantes ont été développées pour la récupération de métaux stratégiques (lithium, terres rares…).
Sur la base de ces technologies, la start-up AJELIS a été lancée en 2014.
(A) Calixarène sélectif du cesium greffé sur feutres de carbone
(B) Adsorption/désorption réversible du metal ciblé sur des surfaces solides
(C) Installation pilote
Solid-liquid process for extraction of radionuclides from waste solutions. E. Shilova, P. Viel, V. Huc, V. Barré (2013) WO/2013/124831
Novel complexes for the separation of metal cations in liquid medium. V. Huc, P. Viel, E. Shilova (2015) WO/2015/150588
Cryptands à base de calix[4]arènes associés à un macrocycle azoté et leur utilisation pour l’extraction sélective de métaux stratégiques (Déposé le 11/10/2017) Brevet français n° FR1759523
Dernière mise à jour le 13.11.2019