Nouveaux systèmes complexants sélectifs d'ions métalliques supportés

par Yannick de Gaetano (De Gaetano)

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Jean-Bernard Regnouf de Vains.

Soutenue le 30-04-2010

à Nancy 1 , dans le cadre de SESAMES - Ecole Doctorale Lorraine de Chimie et Physique Moléculaires , en partenariat avec SRSMC - GEVSM (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Claude Chambron.

Le jury était composé de Jean-Bernard Regnouf de Vains, Jean-Claude Chambron, Catherine Jeunesse, Igor Clarot.

Les rapporteurs étaient Jean-Claude Chambron, Catherine Jeunesse.


  • Résumé

    L'objectif de ce travail porte sur la valorisation de dérivés du calix[4]arène en tant qu'agents d'extraction sélectifs de métaux de transition, immobilisés sur polymères naturels (cellulose) ou artificiels (résines polystyrèniques). Dans une première partie, nous avons élaboré une stratégie de synthèse multi-étapes, permettant l'introduction d'unités bipyridines (n= 2 ou 3) sur la partie basse du calix[4]arène, ainsi que l'incorporation d'un bras espaceur aminé destiné au greffage. L'étude des stoechiométries Métal/Ligand avec différents cations (Zn(II), Ni(II)…) a été entreprise en solution par spectroscopie UV-visible. Dans un deuxième temps, les ligands obtenus ont alors été greffés, sur des résines PS-DVB porteuses de fonctions aldéhyde (Wang) ou chlorméthyle (Merrifield), ainsi que sur un polymère naturel (coton). Les taux de greffages obtenus ont alors été déterminés par UV-visible et par chromatographie ionique. Les capacités extractives de ces polymères en milieu aqueux/organique, ont été ensuite étudiées, tout d'abord sur des solutions monométalliques, puis sur des mélanges plus complexes. La dernière partie de notre travail a porté sur la séparation d'un mélange ternaire Ag/Zn/Pb, d'intérêt potentiellement économique, en mettant au point un processus d'extraction solide-liquide complété par le relargage sélectif en solution. Ce processus nous à amené à intégrer une étude de recyclabilité et de stabilité. La séparation effective de Ag, Zn et Pb a ainsi été démontrée.

  • Titre traduit

    New supported selective metal ions chelating systems


  • Résumé

    The aim of the present work is dedicated to the valorization of calix[4]arene derivatives as transition-metal selective extraction agents, immobilized onto natural polymers (cellulose) or artificial (polystyrenic resins). We have elaborated a multi-step synthesis strategy, allowing the introduction of bipyridine units (2 or 3) on the lower rim and the incorporation of an amine spacer arm dedicated to grafting. Metal/Ligand stoechiometries studies in solution were undertaken by UV-Visible spectroscopy.Then, the ligands obtained were grafted onto PS-DVB resins functionnalized with aldehyde groups (Wang) or cholomethylene groups (Merrifield), and onto natural polymer (cotton). The grafting rates were determined by UV-Visible spectroscopy and ionic chromatography. Their extractive capacities were studied in aqueous/organic media, firstly for monometallic solutions then for more complex mixtures.The last part of our work was dedicated to the separation of a ternary mixture Ag/Zn/Pb, which could have an economic interest. A solid-liquid extraction process was developped, integrating recyclability and stability studies. The effective separation of these 3 metal ions was proved


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