Synthesis and characterization of functionalized hybrid silica to recover uranium from sulfate media

Synthèse et évaluation de silices hybrides fonctionnalisées pour la récupération de l'uranium en milieu sulfurique

Tom Le Nedelec (1)

1 ICSM - UMR 5257 - Institut de Chimie Séparative de Marcoule

The aim of this thesis is to develop silica-based hybrid materials for selective extraction of Uranium from acidic and highly complexing media, such as ore leaching solutions or effluents generated in manufacturing plants of nuclear fuel cycle.The research project has several axes:• Study of the performance of different organic ligands (with nitrogen and phosphorus) for the extraction of uranium on solid.• Study of the influence of the link between the material and the ligand on the Uranium extraction performance.• Influence of the functionalization method (adsorption, grafting) and the adsorption surface on uranium extraction performances and mechanisms (EXAFS study)• Development of a method for the synthesis of silica-based hybrid materials with template effect adapted to the Uranium ores dissolution media.In each of the parts the approach goes from synthesis of the materials to evaluation of the materials performances for Uranium extraction, the solid characterization and the extraction mechanism comprehension.

Cette thèse a comme objectif de développer des matériaux hybrides à base de silice ayant comme fonction l'extraction sélective de l'uranium des jus acides et fortement complexant tels que les solutions de lixiviation des minerais ou encore les effluents générés dans les usines de fabrication du combustible nucléaire. Le projet de recherche comporte plusieurs axes :• Étude de la performance de différents motifs organiques (Azotés, phosphorés) pour l’extraction de l’uranium sur support solide.• Étude de l’influence de la nature du pont de greffage (lien entre le matériaux et le ligand) sur les performances d’extraction de l’uranium.• Influence de la méthode de fonctionnalisation (adsorption, greffage) et de la surface d’adsorption sur les performances et mécanismes d’extraction de l’Uranium (Étude EXAFS)• Développement d’une méthode de synthèse de matériaux hybrides à base de silice avec empreinte ionique adaptée aux milieux type jus de dissolution du minerais uranifère. Dans chacune des parties la démarche va de la synthèse des matériaux à l’évaluation des performances des matériaux vis-à-vis de l’extraction de l’uranium en passant par la caractérisation du solide et la compréhension des mécanisme d’extraction.

Mots clés: Silica; Hybrid; Uranium; Extraction; Solid; Sulfuric

Mots clés: Silice; Hybride; Sulfurique; Uranium; Extraction; Support solide

Domaines: Matériaux

Tom Le Nedelec. Synthèse et évaluation de silices hybrides fonctionnalisées pour la récupération de l'uranium en milieu sulfurique. Matériaux. Université Montpellier, 2019. Français. ⟨NNT : 2019MONTS084⟩. ⟨tel-02931584⟩