Article de référence | Réf : IN160 v1

Filtration de l'eau
Génie d'élaboration de membranes autoréparables

Auteur(s) : Damien QUÉMENER

Date de publication : 10 mai 2013

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RÉSUMÉ

Lorsqu'une pression est appliquée aux membranes dynamiques et interactives, constituées de micelles de copolymères triblocs, leur morphologie peut être modulée. Des membranes disposant d'une large gamme de porosités sont accessibles, ce qui peut réguler leur performance de filtration. De plus, le dynamisme de la membrane a permis le contrôle local et global de la mobilité des micelles, conférant à la membrane une capacité d'autoréparation.

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ABSTRACT

Engineering of self-healing membranes

When pressure is applied to dynamic interactive membranes consisting of triblock copolymer micelles, their morphologies can be modulated. Membranes with a wide range of porosities are available, which can regulate their filtration performance. Furthermore, the dynamism of the membrane has allowed for the local and global control of the mobility of micelles, thus providing the membrane with a self-healing capacity.

Auteur(s)

  • Damien QUÉMENER : Maître de conférences - Université Montpellier 2 - Institut européen des Membranes (UMR 5635 CNRS/ENSCM/UM2), Montpellier

INTRODUCTION

Points clés

Domaine : Matériaux intelligents, technologies membranaires

Degré de diffusion de la technologie : Émergence | Croissance | Maturité

Technologies impliquées : Auto-assemblage de copolymères à blocs

Domaines d'application : Filtration de l'eau

Principaux acteurs français :

Pôles de compétitivité :

Centres de compétence :

Industriels :

Autres acteurs dans le monde :

Contact : [email protected]

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-in160


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3. Filtration de l'eau

Ce réseau micellaire est la couche active d'une membrane dont les pores sont définis par l'espace restant entre les micelles. Bien que cette couche active présente de bonnes propriétés mécaniques, un support mécanique non tissé de polyester a été nécessaire pour les filtrations de façon à pérenniser le réseau sous pression. Dès lors, la taille des micelles de départ guidera la taille des pores, ce qui présente un avantage de simplicité à comparer aux techniques classiques de préparation des membranes. Également, si la distribution en taille des micelles est étroite et que l'arrangement micellaire est compact, alors la membrane peut rentrer dans le cercle très fermé des membranes isopores (une seule taille de pores) avec à la clé la promesse de performance élevée en séparation d'objet de tailles similaires. Enfin, l'organisation compacte des micelles conduit à une géométrie des pores en forme de double entonnoir inversé, présentant l'avantage d'une zone de constriction très réduite par rapport à un pore cylindrique avec donc potentiellement des flux plus importants.

Une fois décollée de son support, la membrane est découpée et montée dans une cellule de filtration (figure 3 a). L'épaisseur de la membrane testée est égale à 1,3 μm avec une surface de 4,1 cm2. Toutefois, l'élaboration de ces membranes impliquant seulement l'évaporation contrôlée de solvants, un changement d'échelle de fabrication est possible avec des essais réalisés jusqu'au format A4. En appliquant une pression d'eau perpendiculaire à la surface de la membrane, l'eau voyagera entre les micelles et sera récupérée de l'autre côté sur une balance connectée à un ordinateur afin d'évaluer le flux d'eau.

3.1 Porosité modulable

La morphologie des micelles peut être modifiée de façon contrôlée en fonction de la pression utilisée ...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - N020 RO, UF, MF World Markets -   *  -  Annual report from McIlvaine Company (2012).

  • (2) - QUÉMENER (D.), BONNIOL (G.), PHAN (T.N.T.), GIGMES (D.), BERTIN (D.), DERATANI (A.) -   Free-standing nanomaterials from block copolymer self-assembly.  -  Macromolecules, 43, p. 5060-5065 (2010).

  • (3) - QUÉMENER (D.), DERATANI (A.), LECOMMANDOUX (S.) -   Dynamic assembly of block-copolymers.  -  Topics in current chemistry, 322, p. 165-192 (2012).

  • (4) - GIACOMELLI (F.C.), RIEGEL (I.C.), PETZHOLD (C.L.), DA SILVEIRA (N.P.), STEPANEK (P.) -   Aggregation behavior of a new series of ABA triblock copolymers bearing short outer a blocks in B-selective solvent : from free chains to bridged micelles.  -  Langmuir, 25, p. 731-738 (2009).

  • (5) - KONG (W.), LI (B.), JIN (Q.), DING (D.), SHI (A.-C.) -   Complex micelles from self-assembly of ABA triblock copolymers in B-selective solvents.  -  Langmuir, 26, p. 4226-4232 (2010).

  • ...

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