Réactions chimiques dans des mousses

Proposition de stage de M2 2019-2020

Laboratoire Sciences et Ingénierie de la Matière Molle, (SIMM)

Adresse : ESPCI, 10 Rue Vauquelin 75005 Paris

Directeur du laboratoire : Etienne Barthel

Responsables du stage : Cécile Monteux, Patrick Perrin, Nadège Pantoustier, Pierre Trinh

Contact : cecile.monteux (arobase) espci.fr / 0140794745

Projet

Les mousses, composées de bulles d’air dispersées dans de l’eau, sont utilisées dans de nombreuses applications telles que la détergence, la récupération du pétrole, ou la décontamination. Nous avons récemment découvert que les mousses peuvent être utilisées comme réacteurs chimiques : nous avons montré que l’oxygène des bulles peut être utilisé comme oxydant et les canaux liquides entre les bulles peuvent contenir un catalyseur. Nous cherchons à utiliser ce concept pour oxyder et dissoudre des métaux, ce qui pourrait être un moyen de recycler des déchets électroniques (cartes électroniques d’ordinateur). Notre idée est d’utiliser un gaz plus réactif que l’oxygène, tel que l’ozone. L’enjeu du stage est de parvenir à stabiliser les mousses sur de longues durées, ce qui est un challenge, car les tensioactifs classiques ont tendance à se dégrader en conditions oxydantes.
Pour contourner ce problème nous souhaitons utiliser des particules de silice hydrophobes pour stabiliser les mousses. En effet, on sait que les particules solides s’adsorbent de manière irréversible aux interfaces liquides et permettent d’obtenir des mousses très stables1. Nous utiliserons des particules commerciales fonctionnalisées avec des groupements hydrophobes greffés de manière covalente à la surface des particules. Nous faisons l’hypothèse que même si le groupement hydrophobe se dégrade au cours du temps, les particules, une fois adsorbées, ne pourront se désorber, car on sait que la dynamique de désorption de particules aux interfaces liquides est extrêmement lente2.

Nous étudierons la stabilité des mousses au cours du temps en fonction de la concentration en particules et en fonction des conditions oxydantes ainsi que la dégradation des particules en milieu oxydant.
Techniques utilisées : stabilité de mousse (vitesse de drainage, coalescence) avec caméra et montage fait-maison, analyse infra-rouge.

Références

1. Gonzenbach, U. T., Studart, A. R., Tervoort, E. & Gauckler, L. J. Ultrastable Particle-Stabilized Foams. Angew. Chem. Int. Ed. 45, 3526–3530 (2006).1. Gonzenbach, U. T., Studart, A. R., Tervoort, E. & Gauckler, L. J. Ultrastable Particle-Stabilized Foams. Angew. Chem. Int. Ed. 45, 3526–3530 (2006).
2. Kaz, D. M., McGorty, R., Mani, M., Brenner, M. P. & Manoharan, V. N. Physical ageing of the contact line on colloidal particles at liquid interfaces. Nat. Mater. 11, 138–142 (2012).

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Informations Pratiques

Sciences et Ingénierie de la Matière Molle - UMR 7615

10 rue Vauquelin
75231 PARIS CEDEX 05

  • Directeur : E. Barthel
  • Directeur adjoint : J.B. d’Espinose
  • Directrice adjointe : G. Ducouret
  • Pôle gestion : F. Decuq, M.-T. Mendy et M. Hirano-Courcot
  • Communication : A. Hakopian et M. Ciccotti
  • Systèmes d’information : A. Hakopian
  • Assistant prévention : F. Martin

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