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ICMCB-CNRS – 87, avenue du Dr Albert Schweitzer – 33608 Pessac cedexTél. : +33 (0)5 56 84 26 50 - Fax : +33 (0)5 56 84 66 34
www.icmcb-cnrs.fr / Group Supercritical FluidsE.mail: [email protected]
http://www.icmcb.u-bordeaux1.fr/groupes/fs/fs-chimie/index.html
REACTIVITE CHIMIQUE EN MILIEUX FLUIDES SUPERCRITIQUES.
CHIMIE POUR UN DEVELOPPEMENT DURABLE
Journée rencontre du RdR3, 13 Novembre 2007, Angers
C. AYMONIER, M. MAJIMEL, A. SERANI, F. CANSELL
Institutde Chimie de la Matière Condenséede Bordeaux
Institutde Chimie de la Matière Condenséede Bordeaux
Director : Dr Claude DELMAS
ICMCB-CNRS – 87, avenue du Dr Albert Schweitzer – 33608 Pessac cedexTél. : +33 (0)5 56 84 26 50 - Fax : +33 (0)5 56 84 66 34
E.mail directeur : [email protected]
www.icmcb-bordeaux.cnrs.fr
SOLID STATE CHEMISTRY
MOLECULAR SCIENCES
MATERIALS SCIENCE AND TECHNOLOGY
230 RESEARCHERS
Journée rencontre du RdR3, 13 Novembre 2007, Angers
ICMCB – RESEARCH GROUPS
NANOMATERIALS
ADVANCED M
ATERIALS
CATALYSIS, ENERGY, MICROELECTRONIC, SANTE …
ENVIRONMENT AND SUSTAINABLE DEVELOPMENTJournée rencontre du RdR3, 13 Novembre 2007, Angers
TEAM CHEMISTRY IN SUPERCRITICAL FLUIDS
ADVANCED NANOSTRUCTURED MATERIALS
Multifunctional nanomaterialsNano-engineering of materials surface
Nanostructuration in volume
ENVIRONMENTWaste management
Biomass liquefaction and gazeification
CHEMISTRY IN SUPERCRITICAL FLUIDS FOR
TECHNOLOGY TRANSFER
18 PERSONS
Journée rencontre du RdR3, 13 Novembre 2007, Angers
A SUPERCRITICAL FLUID ?
Journée rencontre du RdR3, 13 Novembre 2007, Angers
Temperature
Pres
sure
Critical pointSolidSolid
LiquidLiquid
GazGaz
Supercriticalfluid
A SUPERCRITICAL FLUID ?
• One Substance - many different Solvents
• Small pressure changes - Density varies from LIQUID-LIKE (good solvent) to GAS-LIKE (no solvent at all)
• Volatile solvents that just go away when pressure is decreased
• Liquid density, but mix completely with gases (H2 ,O2 )
• Low viscosity, high diffusivity
• Low surface tension
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SUPERCRITICAL FLUIDS AND ENVIRONMENT
Supercritical water oxidation (SCWO)
Journée rencontre du RdR3, 13 Novembre 2007, Angers
5 patents, 15 papers
SUPERCRITICAL FLUIDS AND ENVIRONMENT
Thermochimie - Récupération d’énergie Thermodynamique
- Séparation des gazRESULTATS
Echangeur Economiseur
250°C250 bars
RefroidisseurProduction de vapeur
25°C
250 bars
Injections d’O2
O2
250°C300°C
300°C400°C
400°C550°C
REACTEURS
Pompe / CompresseurOxygène 300 bars
Déchets LiquidesDéchets LiquidesOrganiques (5 à 15%)+ Eau (85 à 95%)
Pompe250 bars
Pompe250 bars
Vanne de détente
25°C
1 bar
Eau
CO2
Minéraux
RESULTATS
Echangeur Economiseur
250°C250 bars
Echangeur Economiseur
250°C250 bars
RefroidisseurProduction de vapeur
25°C
250 bars
RefroidisseurProduction de vapeur
25°C
250 bars
Injections d’O2
O2
250°C300°C
300°C400°C
400°C550°C
REACTEURS
Pompe / CompresseurOxygène 300 bars
Injections d’O2
O2
250°C300°C
300°C400°C
400°C550°C
REACTEURS
Pompe / CompresseurOxygène 300 bars
Déchets LiquidesDéchets LiquidesOrganiques (5 à 15%)+ Eau (85 à 95%)
Pompe250 bars
Déchets LiquidesDéchets LiquidesOrganiques (5 à 15%)+ Eau (85 à 95%)
Pompe250 bars
Déchets LiquidesDéchets LiquidesOrganiques (5 à 15%)+ Eau (85 à 95%)
Pompe250 bars
Pompe250 barsPompe250 barsPompe250 bars
Vanne de détente
25°C
1 bar
Vanne de détente
25°C
1 bar
Eau
CO2
MinérauxCinétiques etMécanismesRéactionnels- Dimensionnement- Sous produits
Technologie des réacteurs- Nouveaux concepts- Matériaux- Simulation
Journée rencontre du RdR3, 13 Novembre 2007, Angers
BIOMASS GAZEIFICATION AND LIQUEFACTION
SCF+
Solute
Particle design based on physical transformation
ORGANIC PARTICLE DESIGNSize, morphology,
structure
SCF+
Reagents
Chemical
reaction
Particle design based on chemical transformation
INORGANIC PARTICLE DESIGNSize, morphology,
structure, compositionPharmaceutical industry
Food industryPigment industry
…
SUPERCRITICAL FLUIDS AND ADVANCED NANOSTRUCTURED MATERIALS
Journée rencontre du RdR3, 13 Novembre 2007, Angers
Nanopowders of oxides, metals,semiconductors or nitrides
Chemicaltransformationin supercritical
fluids
TOWARDS MORE COMPLEX NANOBRICKS
Nanowires,nanorods,
CNTs Hybrid organic /inorganic
nanoparticles Nanocomposites by nanostructurationon surface or in volume of materials
NANOSTRUCTURED MATERIALS WITH SPECIFIC PROPERTIESCatalysis, Microelectronic and Energy
SUPERCRITICAL FLUIDS AND ADVANCED NANOSTRUCTURED MATERIALS
Journée rencontre du RdR3, 13 Novembre 2007, Angers
SUPERCRITICAL FLUIDS AND ADVANCED NANOSTRUCTURED MATERIALS
Journée rencontre du RdR3, 13 Novembre 2007, Angers
50 nm
3.3 ±
1.0 nm
0 1 2 3 4 5 6 70
10
20
30
40
50
Size (nm)
N
Functional Pd nanoparticlesfor catalysis
JACS 2007
Supported nanoparticlesApplication to hydrogen storage
20 nm20 nm20 nm20 nm
J. Nanosci. Nanotech 2005
Nanotech. 2006
Core-shell nanoparticlesfor nanostructured ceramics
Application to microelectronic
CONCLUSIONS
SCF AND ENVIRONMENT
SCF AND ADVANCED NANOSTRUCTURED MATERIALS
SCF AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT
SCF : INTERESTING MEDIA FOR CHEMISTRY
Journée rencontre du RdR3, 13 Novembre 2007, Angers
