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Projet éponges de Carbone

Eponges de carbone pour la dépollution par absorption-désorption sous des cycles de compression-décompression

 

Pour remédier aux pollutions des cours d’eau ou des océans par des huiles lourdes ou du pétrole, il est nécessaire de combiner plusieurs procédés : utilisation d’absorbants, dispersants chimiques, combustion ou pompage. L’absorption par des matériaux est efficace mais elle nécessite la récupération et le stockage des absorbants. Pour éviter la mise en décharge ou l’incinération des polluants notre idée est de mettre au point un matériau absorbant qui puisse être régénéré.

 

Le Laboratoire de Chimie Moléculaire et Environnement (LCME) de l’Université de Savoie et l’Institut Lumière Matière (ILM) de l’Université de Lyon 1 travaillent en collaboration sur un projet de fabrication de produits tels que des éponges ou des mousses, pour lesquels l’ajout de fonctionnalités permettra de les rendre hydrophobes.

 

Notre objectif est de fabriquer des éponges ou des mousses polymériques pour l’absorption spécifique d’hydrocarbures et leur dépollution. Nous visons en fait à élaborer un matériau capable d’absorber de façon sélective des hydrocarbures dans l’eau grâce à ses caractéristiques hydrophobes, et permettant la récupération du polluant par compression-décompression. Ce projet est financé en partie par la région Rhône-Alpes qui subventionne une bourse de thèse.

 

Dans un premier temps, nous avons élaboré un matériau éponge recouvert de nanotubes de carbone. Des traitements chimiques ou ultrasonores ont déjà permis de fonctionnaliser et de fixer des nanotubes de carbone multi-parois sur des éponges cellulosique (Figure 1) ou issues de polymères synthétiques, ce qui les a rendu plus hydrophobes. Les conditions opératoires ont été optimisées afin que les nanotubes de carbone pénètrent jusqu’au cœur des éponges (Figure 2). Les nanotubes de carbone modifiés par traitement chimique et/ou ultrasonore ont été caractérisés par différentes techniques physico-chimiques (spectroscopie infra-rouge et Raman).

 

eponge commerciale avant traitement  eponge commerciale fonctionnalisee

Figure 1 : Eponge commerciale avant traitement (à gauche) et fonctionnalisée par des nanotubes de carbones selon deux traitements différents (à droite).

 

penetration nanotubes carbone

Figure 2 : Pénétration des nanotubes de carbone au cœur de l’éponge selon différents traitements.

 

Un second axe de recherche consiste à élaborer un revêtement polymère hydrophobe sur des éponges ou des mousses, dans lequel des nanotubes peuvent également être ajoutés.

 

Dans une troisième partie, nous étudions l’élaboration directe d’éponge à partir de polymère synthétique ou de biopolymère, dans lesquels nous intégrons des charges carbonées (Figure 3).

 

eponges polymere synthetique

Figure 3 : Eponges de polymère synthétique sans (à gauche) et avec des quantités variables de nanotubes.

 

Les capacités d’absorption de pétrole par les différents matériaux élaborés ont été étudiées. Les résultats obtenus laissent présager des applications intéressantes en absorption, qui pourraient se situer dans les domaines de la dépollution ou de la purification par exemple.

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