Préparation de membranes à base de silice par un nouveau procédé de dépôt sur des supports macroporeux en milieu CO2 supercritique

National audienceCette étude concerne l’évaluation d’un procédé original de fabrication de couches minces supportées en milieu CO2 supercritique (SC), pour la fabrication de membranes à base de silice et d'oxyde d'yttrium sur des supports tubulaires de microfiltration en céramique. Ce procédé à faible impact environnemental, utilise un flux de CO2 SC contenant des espèces réactives de type sol-gel, pour former une membrane suivant un mécanisme de filtration. Le tube support est maintenu à une température fixe (40-150°C) au cours du procédé de filtration des précurseurs. Ainsi, les espèces réactives, ici à base d'alkoxyde de silicium et d'acétate d'yttrium, s'accumulent sur la surface interne du tube pour former dans un premier temps une membrane dynamique qui se consolide par réaction chimique entre ces espèces. Le profil de montée de la pression transmembranaire dans le tube constitue la signature de formation de chaque membrane [1]. Un post-traitement thermique des membranes est effectué entre 400 et 550°C avant de mesurer les propriétés de perméation de gaz de ces membranes jusqu’à 350°C. Les paramètres du procédé de dépôt sont discutés en relation avec les résultats de perméation gazeuse des membranes. Un mécanisme de transport thermiquement activé de l'hélium a été mis en évidence jusqu’à 350°C pour certaines de ces membranes, démontrant ainsi l’intérêt de ces tamis moléculaires pour des applications de purification de l’hélium ou de l'hydrogène [2]. Références: 1. V. Durand, M. Drobek, J.-C. Ruiz, A. Hertz, S. Sarrade, C. Guizard, A. Julbe, Evaluation of a new On-Stream Supercritical Fluid Deposition process for sol–gel preparation of silica-based membranes on tubular supports, Journal of Supercritical Fluids, 77 (2013) 17-24. 2.V. Durand, M. Drobek, M. Duchateau, A. Hertz, J-C. Ruiz, S. Sarrade, C. Guizard, A. Julbe, Potential of sub- and supercritical CO2 reaction media for sol-gel deposition of silica-based molecular sieve membranes, Separation and Purification Technology, 121 (2014) 30-37