FR3062126A1 - NANOPARTICLES HAVING A HEART STRUCTURE IN A PRESS SHELL BLUE ANALOGUE, METHOD FOR THE PREPARATION THEREOF, MATERIALS COMPRISING SAME, AND PROCESS FOR EXTRACTING METAL CATIONS. - Google Patents

NANOPARTICLES HAVING A HEART STRUCTURE IN A PRESS SHELL BLUE ANALOGUE, METHOD FOR THE PREPARATION THEREOF, MATERIALS COMPRISING SAME, AND PROCESS FOR EXTRACTING METAL CATIONS. Download PDF

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Abstract

Nanoparticules à structure cœur-coquille, dans lesquelles : - le cœur de chacune desdites nanoparticules est constitué par une nanoparticule en un hexacyanométallate ou octacyanométallate de métal, répondant à la formule [Alk+x]Mn+y[M'(CN)m]tz-, où Alk+ est un cation monovalent choisi parmi les cations de métaux alcalins et le cation ammonium NH4+, x est égal à 0, 1 ou 2, M est un métal de transition, n est égal à 2 ou 3, y est égal à 1, 2 ou 3, M' est un métal de transition, m est égal à 6 ou 8, z est égal à 3 ou 4, et t est égal à 1 ou 2; - la coquille desdites nanoparticules, qui entoure le cœur, est en au moins un oxyde inorganique poreux. Procédé de préparation desdites nanoparticules à structure cœur-coquille. Matériau échangeur de cations métalliques comprenant lesdites nanoparticules à structure cœur-coquille. Procédé pour extraire au moins un cation métallique à partir d'un milieu liquide le contenant, dans lequel on met en contact ledit milieu liquide avec les lesdites nanoparticules à structure-cœur coquille et/ou ledit matériau échangeur de cations métalliques.Nanoparticles with a core-shell structure, in which: the core of each of said nanoparticles is constituted by a nanoparticle in a metal hexacyanometallate or octacyanometallate, corresponding to the formula [Alk + x] Mn + y [M '(CN) m] tz-, where Alk + is a monovalent cation selected from the alkali metal cations and the ammonium cation NH4 +, x is 0, 1 or 2, M is a transition metal, n is 2 or 3, y is equal to at 1, 2 or 3, M 'is a transition metal, m is 6 or 8, z is 3 or 4, and t is 1 or 2; the shell of said nanoparticles, which surrounds the core, is in at least one porous inorganic oxide. Process for the preparation of said nanoparticles with core-shell structure Metallic cation exchange material comprising said nanoparticles having a core-shell structure. A process for extracting at least one metal cation from a liquid medium containing it, wherein said liquid medium is brought into contact with said nanoparticles with shell core structure and / or said metal cation exchange material.

Description

@ Titulaire(s) : COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE ET AUX ENERGIES ALTERNATIVES Etablissement public.@ Holder (s): COMMISSION FOR ATOMIC ENERGY AND ALTERNATIVE ENERGIES Public establishment.

O Demande(s) d’extension :O Extension request (s):

® Mandataire(s) : BREVALEX.® Agent (s): BREVALEX.

FR 3 062 126 - A1 ® NANOPARTICULES A STRUCTURE COEUR EN ANALOGUE DE BLEU DE PRUSSE-COQUILLE, LEUR PROCEDE DE PREPARATION, MATERIAUX LES COMPRENANT, ET PROCEDE D'EXTRACTION DE CATIONS METALLIQUES.FR 3 062 126 - A1 ® NANOPARTICLES WITH A CORE STRUCTURE IN AN ANALOG OF PRUSSE-SHELL BLUE, THEIR PREPARATION METHOD, MATERIALS COMPRISING SAME, AND METHOD OF EXTRACTING METAL CATIONS.

@) Nanoparticules à structure coeur-coquille, dans lesquelles:@) Nanoparticles with a core-shell structure, in which:

- le coeur de chacune desdites nanoparticules est constitué par une nanoparticule en un hexacyanométallate ou octaçyanométallate de métal, répondant à la formule [Alk+xJM y[M'(CN)m]tz_, où Alk+ est un cation monovalent choisi parmi les cations de métaux alcalins et le cation ammonium NH4+, x est égal à 0,1 ou 2, M est un métal de transition, n est égal à 2 ou 3, y est égal à 1,2 ou 3, M' est un métal de transition, m est égal à 6 ou 8, z est égal à 3 ou 4, et t est égal à 1 ou 2;the core of each of said nanoparticles consists of a nanoparticle of a metal hexacyanometallate or octacyanometallate, corresponding to the formula [Alk + xJM y [M '(CN) m] t z_ , where Alk + is a monovalent cation chosen from alkali metal cations and the ammonium cation NH4 + , x is equal to 0.1 or 2, M is a transition metal, n is equal to 2 or 3, y is equal to 1.2 or 3, M 'is a transition metal, m is 6 or 8, z is 3 or 4, and t is 1 or 2;

- la coquille desdites nanoparticules, qui entoure le coeur, est en au moins un oxyde inorganique poreux.- The shell of said nanoparticles, which surrounds the core, is made of at least one porous inorganic oxide.

Procédé de préparation desdites nanoparticules à structure coeur-coquille.Process for the preparation of said nanoparticles with a core-shell structure.

Matériau échangeur de cations métalliques comprenant lesdites nanoparticules à structure coeur-coquille.Metal cation exchanger material comprising said nanoparticles with a core-shell structure.

Procédé pour extraire au moins un cation métallique à partir d'un milieu liquide le contenant, dans lequel on met en contact ledit milieu liquide avec les lesdites nanoparticules à structure-coeur coquille et/ou ledit matériau échangeur de cations métalliques.Method for extracting at least one metal cation from a liquid medium containing it, in which said liquid medium is brought into contact with said nanoparticles having a shell-core structure and / or said metal cation exchange material.

Figure FR3062126A1_D0001

NANOPARTICULES A STRUCTURE CŒUR EN ANALOGUE DE BLEU DE PRUSSE-COQUILLE, LEUR PROCEDE DE PREPARATION, MATERIAUX LES COMPRENANT, ET PROCEDE D'EXTRACTION DE CATIONS METALLIQUES.NANOPARTICLES HAVING CORE STRUCTURE IN AN ANALOG OF PRUSSE-SHELL BLUE, THEIR PREPARATION METHOD, MATERIALS COMPRISING SAME, AND METHOD FOR EXTRACTING METAL CATIONS.

DESCRIPTIONDESCRIPTION

DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA

L'invention concerne des nanoparticules à structure cœur-coquille, chacune de ces nanoparticules comprenant un cœur constitué par une nanoparticule en hexa- ou octacyanométallate de métal alcalin.The invention relates to nanoparticles with a core-shell structure, each of these nanoparticles comprising a core consisting of a nanoparticle of alkali metal hexa- or octacyanometallate.

Ces hexa- et octacyanométallates de métaux alcalins peuvent être appelés Analogues de Bleu de Prusse ou ABP.These alkali metal hexa- and octacyanometallates can be called Prussian Blue Analogues or ABP.

Plus précisément, l'invention a trait à des nanoparticules à structure cœur-coquille dont chacune comprend un cœur constitué par une nanoparticule constituée par des cations métalliques, notamment des cations de métaux de transition, et éventuellement des cations alcalins, et des anions hexa- ou octacyanométallates, notamment des anions hexa- ou octacyanoferrates, et une coquille en un oxyde inorganique poreux, tel que de la silice.More specifically, the invention relates to nanoparticles with a core-shell structure, each of which comprises a core consisting of a nanoparticle consisting of metal cations, in particular transition metal cations, and optionally alkali cations, and hexa- anions. or octacyanometallates, in particular hexa- or octacyanoferrate anions, and a shell made of a porous inorganic oxide, such as silica.

Les nanoparticules selon l'invention peuvent donc être plus simplement définies comme des nanoparticules à structure cœur-coquille comprenant, de préférence un cœur constitué par une nanoparticule en au moins un Analogue de Bleu de Prusse ou ABP et une coquille en au moins un oxyde inorganique poreux.The nanoparticles according to the invention can therefore be more simply defined as nanoparticles with a core-shell structure comprising, preferably a core consisting of a nanoparticle of at least one Prussian Blue Analog or ABP and a shell of at least one inorganic oxide. porous.

Les nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention peuvent être considérées comme des nanoparticules purement inorganiques, minérales ou inorganiques-inorganiques.The nanoparticles with a core-shell structure according to the invention can be considered as purely inorganic, mineral or inorganic-inorganic nanoparticles.

L'invention concerne, en outre, un matériau échangeur de cations métalliques comprenant lesdites nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention et une matrice solide ou liquide.The invention further relates to a metal cation exchange material comprising said nanoparticles with a core-shell structure according to the invention and a solid or liquid matrix.

Ce matériau échangeur de cations métalliques peut notamment se présenter sous la forme d'un monolithe solide, d'un gel, d'un hydrogel ou d'une membrane solide.This metal cation exchange material can in particular be in the form of a solid monolith, a gel, a hydrogel or a solid membrane.

L'invention a également trait à un procédé de fabrication des nanoparticules cœur-coquille à cœur constitué par des nanoparticules en Analogue de Bleu de Prusse ABP et à coquille en oxyde de métal ou de métalloïde poreux tel que la silice.The invention also relates to a process for the manufacture of core-shell nanoparticles with a core consisting of nanoparticles made of Prussian Blue Analog ABP and of a shell made of metal oxide or porous metalloid such as silica.

La présente invention concerne également un procédé de séparation de cations métalliques, notamment de cations métalliques radioactifs, contenus dans un liquide, tel qu'une solution, notamment une solution aqueuse, mettant en œuvre lesdites nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention, ou ledit matériau échangeur de cations métalliques comprenant lesdites nanoparticules à structure cœur-coquille.The present invention also relates to a process for the separation of metal cations, in particular radioactive metal cations, contained in a liquid, such as a solution, in particular an aqueous solution, using said nanoparticles with a core-shell structure according to the invention, or said metal cation exchange material comprising said nanoparticles with a core-shell structure.

Par exemple, les nanoparticules ou le matériau selon l'invention peuvent être utilisés pour l'adsorption, extraction sélective du césium radioactif contenu dans une solution aqueuse.For example, the nanoparticles or the material according to the invention can be used for adsorption, selective extraction of radioactive cesium contained in an aqueous solution.

Le domaine technique de l'invention peut être défini comme celui du traitement des effluents liquides et plus particulièrement comme celui de la décontamination des effluents liquides radioactifs pollués par des cations métalliques tels que les cations césium.The technical field of the invention can be defined as that of the treatment of liquid effluents and more particularly as that of the decontamination of radioactive liquid effluents polluted by metal cations such as cesium cations.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEUREPRIOR STATE OF THE ART

Les installations nucléaires telles que les réacteurs de puissance, les usines de retraitement du combustible nucléaire usé, les laboratoires, les centres de recherche, et les stations de traitement des effluents liquides, génèrent des effluents liquides radioactifs.Nuclear facilities such as power reactors, spent nuclear fuel reprocessing plants, laboratories, research centers, and liquid effluent treatment stations generate radioactive liquid effluents.

Ces effluents, dont les volumes sont considérables, doivent être traités et décontaminés avant leur rejet dans l'environnement.These effluents, whose volumes are considerable, must be treated and decontaminated before being discharged into the environment.

Les polluants que contiennent ces effluents et qui doivent donc être éliminés sont principalement des particules solides et des radio-éléments essentiellement présents sous la forme de cations métalliques en solution.The pollutants contained in these effluents and which must therefore be eliminated are mainly solid particles and radio-elements essentially present in the form of metal cations in solution.

Les procédés industriels de décontamination des effluents liquides, et notamment des effluents liquides radioactifs, sont cependant peu nombreux en raison de la composition complexe desdits effluents, de leur force ionique élevée, et également de la grande variété de valeurs de pH qu'ils peuvent présenter.Industrial processes for decontamination of liquid effluents, and in particular radioactive liquid effluents, are however few in number because of the complex composition of said effluents, their high ionic strength, and also the wide variety of pH values which they can exhibit. .

Les traitements actuellement les plus répandus dans le cadre de la décontamination des effluents liquides sont l'évaporation et le traitement chimique par coprécipitation.The currently most widespread treatments in the context of decontamination of liquid effluents are evaporation and chemical treatment by coprecipitation.

Ainsi, la première étape d'un procédé de décontamination de solutions liquides, notamment de solutions liquides radioactives peu concentrées, à l'échelle industrielle, consiste généralement à réaliser l'évaporation de ces solutions afin de concentrer l'ensemble des ions présents dans celles-ci sous la forme d'un déchet solide, qui devient donc un résidu du procédé de décontamination.Thus, the first step of a process for decontamination of liquid solutions, in particular of low-concentration radioactive liquid solutions, on an industrial scale, generally consists in carrying out the evaporation of these solutions in order to concentrate all of the ions present in those in the form of solid waste, which therefore becomes a residue of the decontamination process.

Néanmoins, ce traitement d'évaporation n'est pas envisageable pour des effluents salins car il se produit alors un entartrage de l'installation.However, this evaporation treatment cannot be envisaged for saline effluents because scaling of the installation then occurs.

De plus, la présence de certains ions dans les effluents liquides engendre une corrosion à chaud lors du traitement d'évaporation.In addition, the presence of certain ions in the liquid effluents generates hot corrosion during the evaporation treatment.

Dans le cas d'effluents, notamment radioactifs fortement salins, un autre traitement possible est le traitement chimique par coprécipitation ou entraînement qui est un traitement par changement de phase. Il s'agit de transférer les radio-éléments présents d'une phase liquide à une phase solide soit par une coprécipitation soit par entraînement à partir de particules solides.In the case of effluents, in particular highly saline radioactive, another possible treatment is chemical treatment by co-precipitation or entrainment which is a treatment by phase change. This involves transferring the radio elements present from a liquid phase to a solid phase either by coprecipitation or by entrainment from solid particles.

Ces particules solides sont alors riches en radio-éléments et sont ensuite récupérées par filtration ou décantation avant d'être confinées dans une matrice adéquate.These solid particles are then rich in radio-elements and are then recovered by filtration or decantation before being confined in an adequate matrix.

Ces procédés de coprécipitation (par exemple par du sulfate de baryum pour l'extraction du 90Sr) ou d'entraînement (à partir de particules de nickelhexacyanoferrate de potassium pour le 137Cs) présentent un certain nombre d'inconvénients.These coprecipitation (for example with barium sulphate for the extraction of 90 Sr) or entrainment (from potassium nickelhexacyanoferrate particles for 137 Cs) have a number of drawbacks.

Tout d'abord, les volumes de boues formées sont conséquents et peuvent poser des problèmes de compatibilité avec les matériaux utilisés actuellement pourconfiner les déchets, telsque lesverresou les matrices cimentaires. De plus, les agents de coprécipitation sont souvent sensibles à la composition chimique et à la force ionique de l'effluent, ce qui entraîne une chute importante de la sélectivité et donc une augmentation du volume de déchets.First of all, the volumes of sludge formed are substantial and can cause compatibility problems with the materials currently used to confine waste, such as glass or cement matrices. In addition, co-precipitation agents are often sensitive to the chemical composition and the ionic strength of the effluent, which leads to a significant drop in selectivity and therefore an increase in the volume of waste.

Afin de surmonter les inconvénients énumérés plus haut des procédés de traitement, décontamination des effluents liquides, de nombreux chercheurs et industriels notamment dans l'industrie nucléaire recherchent actuellement d'autres voies pour le traitement de ces effluents.In order to overcome the drawbacks listed above of the treatment processes, decontamination of liquid effluents, many researchers and industrialists in particular in the nuclear industry are currently looking for other ways for the treatment of these effluents.

Une des solutions étudiée est l'utilisation de matériaux inorganiques échangeurs ioniques, ou plus exactement de matériaux inorganiques échangeurs de cations qui présentent une grande sélectivité pour les ions à extraire. S'il existe une très vaste littérature sur les différents matériaux échangeurs ioniques inorganiques sélectifs du 90Sr, du 137Cs, ou du 60Co, la majorité des études concerne des essais réalisés en discontinu et mettant en œuvre des matériaux échangeurs sous forme de poudres.One of the solutions studied is the use of inorganic ion exchange materials, or more exactly inorganic cation exchange materials which have a high selectivity for the ions to be extracted. If there is a very large literature on the various inorganic ion-exchange materials selective for 90 Sr, 137 Cs, or 60 Co, the majority of studies relate to tests carried out batchwise and using exchange materials in the form of powders .

En effet, les matériaux échangeurs ioniques inorganiques utilisés actuellement pour adsorber les éléments à décontaminer se présentent essentiellement sous la forme de poudres relativement fines, présentant des tailles de grain de l'ordre du micromètre, qui ne sont pas compatibles avec un procédé mis en œuvre en continu.In fact, the inorganic ion exchange materials currently used to adsorb the elements to be decontaminated are essentially in the form of relatively fine powders, having grain sizes of the order of a micrometer, which are not compatible with a process used. continuously.

Ces poudres, lorsqu'elles sont utilisées dans un procédé mis en œuvre en continu, notamment dans des colonnes, peuvent entraîner une forte perte de charge dans ces colonnes, qui peut aller jusqu'à leur colmatage, bouchage, et à l'arrêt de l'installation.These powders, when used in a process implemented continuously, in particular in columns, can cause a high pressure drop in these columns, which can go as far as their clogging, clogging, and stopping. the installation.

Si les matériaux échangeurs ioniques inorganiques sont utilisés non plus sous la forme de poudres lâches mais de poudres massives, compactes, les problèmes de colmatages sont certes alors évités, mais la taille micronique implique une capacité d’adsorption faible car l'adsorption a lieu en surface.If the inorganic ion exchange materials are no longer used in the form of loose powders but of massive, compact powders, the problems of clogging are certainly then avoided, but the micron size implies a low adsorption capacity because the adsorption takes place in area.

Afin de remédier aux inconvénients des matériaux précités, le document WO-A1-2015/091677 [1] décrit un matériau solide se présentant sous la forme d'un monolithe alvéolaire constitué par une matrice d'un oxyde inorganique à porosité hiérarchisée et ouverte comprenant des macropores, des mésopores, et des micropores interconnectés, et des nanoparticules d'au moins un matériau solide inorganique échangeur d'un cation métallique étant réparties dans ladite porosité. Ce matériau solide inorganique échangeur d'un cation métallique peut être notamment un Analogue de Bleu de Prusse ABP.In order to remedy the drawbacks of the aforementioned materials, document WO-A1-2015 / 091677 [1] describes a solid material in the form of a cellular monolith consisting of a matrix of an inorganic oxide with hierarchical and open porosity comprising macropores, mesopores, and interconnected micropores, and nanoparticles of at least one inorganic solid material exchanging a metal cation being distributed in said porosity. This solid inorganic metal cation exchanger material can in particular be an Analogue of Prussian Blue ABP.

Le document [1] décrit également un procédé de préparation de ces matériaux dans lequel on met notamment en œuvre une suspension aqueuse colloïdale de nanoparticules d'au moins un matériau solide inorganique échangeur d'un cation telles que des nanoparticules d'ABP.Document [1] also describes a process for the preparation of these materials in which an aqueous colloidal suspension of nanoparticles of at least one solid inorganic cation-exchanging material such as ABP nanoparticles is used.

Le document [1] concerne, en outre, un procédé pour séparer au moins un cation métallique à partir d'un milieu liquide le contenant, dans lequel on met en contact ledit milieu liquide avec ledit matériau solide.Document [1] further relates to a method for separating at least one metal cation from a liquid medium containing it, in which said liquid medium is brought into contact with said solid material.

Si la capacité d'adsorption du matériau du document [1] est élevée, elle demeure encore insuffisante et demanderait à être améliorée.If the adsorption capacity of the document material [1] is high, it is still insufficient and needs to be improved.

En particulier, il a été constaté que les particules d'ABP qui sont immobilisées dans la matrice d'un oxyde inorganique du matériau de ce document ont tendance à s'agréger, s'agglomérer, ce qui détériore les performances d'adsorption de ce matériau.In particular, it has been found that the ABP particles which are immobilized in the matrix of an inorganic oxide of the material of this document tend to aggregate, agglomerate, which deteriorates the adsorption performance of this material. material.

Plus précisément dans le document [1], les nanoparticules, notamment les nanoparticules d'ABP, qui se présentent initialement sous la forme d'une suspension colloïdale de nanoparticules et qui sont introduites ensuite dans des monolithes, tels que des monolithes de silice, ont tendance à s'agglomérer, à s'agréger. Il en résulte une diminution de la surface spécifique des nanoparticules, par exemple d'ABP, accessible aux cations métalliques, tels que les cations césium, à séparer et, par voie de conséquence, une détérioration de la capacité d'adsorption du matériau.More precisely in document [1], nanoparticles, in particular ABP nanoparticles, which are initially presented in the form of a colloidal suspension of nanoparticles and which are then introduced into monoliths, such as silica monoliths, have tendency to agglomerate, to aggregate. This results in a decrease in the specific surface of the nanoparticles, for example ABP, accessible to metal cations, such as cesium cations, to be separated and, consequently, a deterioration of the adsorption capacity of the material.

Il existe donc, au regard de ce qui précède, un besoin pour un matériau solide nanocomposite comprenant des nanoparticules d'un hexacyanométallate ou octacyanométallate d'un métal alcalin et d'un métal de transition, ou plus simplement des nanoparticules d'ABP, qui ne présente pas les inconvénients, limitations, désavantages et défauts des matériaux de l'art antérieur, tel que représenté notamment par le document [1], et qui résolve les problèmes posés par les matériaux de ces documents, et notamment les problèmes posés par le matériau du document [1],There is therefore, in view of the above, a need for a solid nanocomposite material comprising nanoparticles of a hexacyanometallate or octacyanometallate of an alkali metal and a transition metal, or more simply ABP nanoparticles, which does not have the drawbacks, limitations, disadvantages and defects of the materials of the prior art, as represented in particular by document [1], and which solves the problems posed by the materials of these documents, and in particular the problems posed by the document material [1],

Il existe notamment un besoin pour un tel matériau dans lequel l'agglomération des nanoparticules d'ABP soit diminuée notamment par rapport au matériau du document [1], voire supprimée, et qui présente en conséquence une capacité d'adsorption des cations métalliques accrue, notamment par rapport au document [1],There is in particular a need for such a material in which the agglomeration of the ABP nanoparticles is reduced in particular compared to the material of document [1], or even eliminated, and which consequently has an increased adsorption capacity for metal cations, especially in relation to document [1],

Ce matériau doit présenter une cinétique d'extraction rapide, à savoir de quelques minutes pour atteindre l'équilibre, pour permettre une utilisation optimale en lit fixe.This material must have kinetics of rapid extraction, namely a few minutes to reach equilibrium, to allow optimal use in a fixed bed.

La quantité de nanoparticules au sein dudit matériau doit être élevée.The amount of nanoparticles within said material must be high.

Les nanoparticules doivent être des nanoparticules d'ABP contenant de préférence un cation alcalin dans les cages de la structure afin d'agir comme un pur échangeur ionique entre le cation alcalin de la structure et un cation à extraire, tel qu'un cation Césium. La réaction d'échange entre le matériau et le polluant doit faire intervenir uniquement le cation alcalin, sans impact sur les autres métaux constitutifs de la structure des nanoparticules.The nanoparticles must be ABP nanoparticles preferably containing an alkaline cation in the cages of the structure in order to act as a pure ion exchanger between the alkaline cation of the structure and a cation to be extracted, such as a Cesium cation. The exchange reaction between the material and the pollutant must only involve the alkaline cation, without impacting the other metals constituting the structure of the nanoparticles.

Il existe, par ailleurs, un besoin pour un procédé permettant de préparer un matériau possédant les propriétés mentionnées ci-dessus et répondant aux exigences énumérées plus haut.There is, moreover, a need for a process for preparing a material having the properties mentioned above and meeting the requirements listed above.

Ce procédé doit satisfaire, en outre, également aux exigences suivantes : il doit mettre en œuvre, de préférence, des étapes, notamment des étapes de synthèse, n'utilisant pas de solvants organiques, ni d'atmosphères contrôlées afin de limiter l'empreinte environnementale, de diminuer les risques inhérents à une fabrication industrielle et de réduire autant que possible les coûts de fabrication ;This process must also satisfy the following requirements: it must preferably use steps, in particular synthesis steps, not using organic solvents or controlled atmospheres in order to limit the footprint environmental, to reduce the risks inherent in industrial manufacturing and to reduce manufacturing costs as much as possible;

il doit être simple, fiable, reproductible, comporter un nombre limité d'étapes.it must be simple, reliable, reproducible, include a limited number of steps.

il doit comporter des étapes de synthèse courtes afin de diminuer le temps et donc le coût de fabrication.it must include short synthesis steps in order to reduce the time and therefore the manufacturing cost.

Le but de l'invention est de fournir un tel procédé et un tel matériau qui répondent entre autres à ces besoins et à ces exigences.The object of the invention is to provide such a method and such a material which meet inter alia these needs and these requirements.

EXPOSÉ DE L'INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION

Ce but, et d'autres encore, sont atteints conformément à l'invention, en fournissant des nanoparticules à structure cœur-coquille, dans lesquelles :This object, and others still, are achieved in accordance with the invention, by providing nanoparticles with a core-shell structure, in which:

le cœur de chacune desdites nanoparticules est constitué par une nanoparticule en un hexacyanométallate ou octacyanométallate de métal, répondant à la formule [Alk\]Mn+ y[M'(CN)m]tz·, où Alk+ est un cation monovalent choisi parmi les cations de métaux alcalins et le cation ammonium NHY, x est égal à 0,1 ou 2, M est un métal de transition, n est égal à 2 ou 3, y est égal à 1, 2 ou 3, M' est un métal de transition, m est égal à 6 ou 8, z est égal à 3 ou 4, et t est égal à 1 ou 2 ;the core of each of said nanoparticles is constituted by a nanoparticle in a metal hexacyanometallate or octacyanometallate, corresponding to the formula [Alk \] M n + y [M '(CN) m] t z ·, where Alk + is a chosen monovalent cation among the alkali metal cations and the ammonium cation NHY, x is equal to 0.1 or 2, M is a transition metal, n is equal to 2 or 3, y is equal to 1, 2 or 3, M 'is a transition metal, m is 6 or 8, z is 3 or 4, and t is 1 or 2;

la coquille desdites nanoparticules, qui entoure le cœur, est en au moins un oxyde inorganique poreux.the shell of said nanoparticles, which surrounds the heart, is made of at least one porous inorganic oxide.

Les cœurs en un hexacyanométallate ou octacyanométallate de métal (ABP) des nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention ne sont pas agrégés, agglomérés, du fait de la présence de la coquille d'oxyde inorganique poreux, par exemple de silice tout autour de ces cœurs. Donc, même si les nanoparticules à structure cœurcoquille selon l'invention s'agrègent, s'agglomèrent, cela est sans conséquence, et ne nuit pas à leur capacité d'adsorption.The cores made of a metal hexacyanometallate or octacyanometallate (ABP) of nanoparticles with a core-shell structure according to the invention are not aggregated, agglomerated, due to the presence of the shell of porous inorganic oxide, for example of silica all around of these hearts. Therefore, even if the core-shell nanoparticles according to the invention aggregate, agglomerate, this is of no consequence, and does not harm their adsorption capacity.

Par oxyde inorganique poreux, on entend généralement que cet oxyde qui constitue la coquille a une porosité de 2 à 25% en volume, estimée à l'aide de la microscopie.By porous inorganic oxide, it is generally understood that this oxide which constitutes the shell has a porosity of 2 to 25% by volume, estimated using microscopy.

Les tailles des pores de cet oxyde inorganique poreux sont généralement inférieures à 2 nm, c'est à dire que la porosité de cet oxyde inorganique poreux peut être définie comme étant une microporosité.The pore sizes of this porous inorganic oxide are generally less than 2 nm, that is to say that the porosity of this porous inorganic oxide can be defined as being a microporosity.

Dans la formule donnée plus haut, Alk+ peut représenter un cation monovalent d'un métal alcalin tel que Li, Na, ou K, K étant préféré ; ou un cation ammonium NH4 +.In the formula given above, Alk + can represent a monovalent cation of an alkali metal such as Li, Na, or K, K being preferred; or an ammonium cation NH 4 + .

La formule donnée ci-dessus pourrait éventuellement être écrite de manière simplifiée : [Alkx]M[M'(CN)m] où M est au degré d'oxydation 2 ou 3 et Alk est au degré d'oxydation 1.The formula given above could possibly be written in a simplified manner: [Alk x ] M [M '(CN) m] where M is at the degree of oxidation 2 or 3 and Alk is at the degree of oxidation 1.

Lesdites nanoparticules en un hexacyanométallate ou octacyanométallate de métal peuvent aussi être appelées éventuellement « nanocristaux ».Said nanoparticles of a metal hexacyanometallate or octacyanometallate can also be optionally called “nanocrystals”.

Le matériau selon l'invention se distingue fondamentalement des matériaux de l'art antérieur et notamment du matériau qui fait l'objet du document [1] en ce que :The material according to the invention differs fundamentally from the materials of the prior art and in particular from the material which is the subject of document [1] in that:

il se présente sous la forme spécifique de nanoparticules possédant une structure spécifique cœur-coquille ;it comes in the specific form of nanoparticles with a specific heart-shell structure;

le cœur de ces nanoparticules à structure cœur coquille est constitué par un matériau spécifique, à savoir un hexacyanométallate ou octacyanométallate de métal, répondant à la formule [Alk+ x]Mn+y[M'(CN)m]tz“, où Alk+ est un cation monovalent choisi parmi les cations de métaux alcalins et le cation ammonium NHU, x est égal à 0,1 ou 2, M est un métal de transition, n est égal à 2 ou 3, y est égal à 1, 2 ou 3, M' est un métal de transition, m est égal à 6 ou 8, z est égal à 3 ou 4, et t est égal à 1 ou 2;the core of these shell core nanoparticles is made of a specific material, namely a metal hexacyanometallate or octacyanometallate, corresponding to the formula [Alk + x ] M n + y [M '(CN) m] t z “, where Alk + is a monovalent cation chosen from alkali metal cations and the ammonium cation NHU, x is equal to 0.1 or 2, M is a transition metal, n is equal to 2 or 3, y is equal to 1, 2 or 3, M 'is a transition metal, m is equal to 6 or 8, z is equal to 3 or 4, and t is equal to 1 or 2;

la coquille desdites nanoparticules, qui entoure le cœur, est également constituée par un matériau spécifique, à savoir au moins un oxyde inorganique.the shell of said nanoparticles, which surrounds the heart, is also made up of a specific material, namely at least one inorganic oxide.

l'oxyde inorganique de la coquille est poreux. Un milieu liquide contenant un cation métallique à extraire, séparer, de ce milieu liquide peut donc traverser la coquille et entrer en contact avec le cœur pour être ainsi séparé, extrait du milieu liquide. Les nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention n'ont jamais été décrites ou suggérées dans l'art antérieur.the inorganic oxide of the shell is porous. A liquid medium containing a metal cation to be extracted, separated from this liquid medium can therefore pass through the shell and come into contact with the heart to be thus separated, extracted from the liquid medium. The nanoparticles with a core-shell structure according to the invention have never been described or suggested in the prior art.

Les nanoparticules selon l'invention répondent aux besoins énumérés plus haut, elles ne présentent pas les inconvénients des nanoparticules des matériaux de l'art antérieur, tel que le matériau qui fait l'objet du document [1] et elles apportent une solution aux problèmes posés par les nanoparticules des matériaux de l'art antérieur, tel que le matériau qui fait l'objet du document [1], Dans le document [1], il n'y a aucune mention ni aucune suggestion que les nanoparticules soient ou puissent être des nanoparticules à structure cœur-coquille, et encore moins les nanoparticules à structure cœur-coquille spécifiques selon l'invention.The nanoparticles according to the invention meet the needs listed above, they do not have the drawbacks of nanoparticles of materials of the prior art, such as the material which is the subject of document [1] and they provide a solution to the problems posed by the nanoparticles of materials of the prior art, such as the material which is the subject of document [1], In document [1], there is no mention or suggestion that the nanoparticles are or can be nanoparticles with a core-shell structure, and even less the specific nanoparticles with a core-shell structure according to the invention.

Dans les nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention, la coquille joue le rôle de barrière physique à l'agglomération des nanoparticules du cœur en ABP, ce qui présente des avantages certains, notamment lorsque ces nanoparticules à structure cœur-coquille sont utilisées dans un procédé de décontamination, par exemple pour séparer, extraire un cation métallique, tel qu'un cation césium, d'un milieu liquide. En effet, les cœurs en ABP des nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention n'étant pas agglomérés, agrégés, leur surface est beaucoup plus accessible aux contaminants tels que des cations métalliques qui traversent la coquille poreuse. La capacité d'adsorption des nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention est fortement accrue par rapport à des nanoparticules classiques à structure cœur qui sont constituées seulement par un cœur en ABP sans coquille d'oxyde inorganique poreux.In nanoparticles with a core-shell structure according to the invention, the shell plays the role of physical barrier to the agglomeration of nanoparticles of the heart in ABP, which has certain advantages, in particular when these nanoparticles with a core-shell structure are used. in a decontamination process, for example for separating, extracting a metal cation, such as a cesium cation, from a liquid medium. In fact, the ABP cores of nanoparticles with a core-shell structure according to the invention not being agglomerated, aggregated, their surface is much more accessible to contaminants such as metal cations which pass through the porous shell. The adsorption capacity of nanoparticles with a core-shell structure according to the invention is greatly increased compared to conventional nanoparticles with a core structure which consist only of an ABP core without a porous inorganic oxide shell.

Avantageusement, l'oxyde inorganique de la coquille est choisi parmi les oxydes d'au moins un métal ou métalloïde tel que Si, Ti, Zr, Th, Nb, Ta, V, W, Y, Ca, Mg et Al; et leurs mélanges.Advantageously, the inorganic oxide of the shell is chosen from the oxides of at least one metal or metalloid such as Si, Ti, Zr, Th, Nb, Ta, V, W, Y, Ca, Mg and Al; and their mixtures.

De préférence, l'oxyde inorganique de la coquille est la silice.Preferably, the inorganic oxide of the shell is silica.

L'hexa- ou octacyanométallate de métal de formule [Alk+x]Mn+ y[M'(CN)m]tz“, donnée plus haut est choisi généralement en fonction de l'application visée, de la nature de l'effluent liquide à traiter, et notamment en fonction du ou des cation(s) métaIlique(s) que l'on souhaite séparer.The metal hexa- or octacyanometallate of formula [Alk + x] M n + y [M '(CN) m] t z “, given above is generally chosen according to the intended application, the nature of the liquid effluent to be treated, and in particular as a function of the metal cation (s) that it is desired to separate.

Avantageusement, Mn+ est Fe2+, Ni2+, Fe3+, Co2+, Cu2+, ou Zn2+.Advantageously, M n + is Fe 2+ , Ni 2+ , Fe 3+ , Co 2+ , Cu 2+ , or Zn 2+ .

Avantageusement, M' est Fe2+ ou Fe3+ ou Co3+ et m est 6 ; ou bien M' est Mo5+ et m est 8.Advantageously, M 'is Fe 2+ or Fe 3+ or Co 3+ and m is 6; or M 'is Mo 5+ and m is 8.

Avantageusement, [M'(CN)m]z“ est [Fe(CN)6]3’, [Fe(CN)6]4’, [Co(CN)6]3 ou [Mo(CN)8]3·.Advantageously, [M '(CN) m ] z “is [Fe (CN) 6] 3 ', [Fe (CN) 6] 4 ', [Co (CN) 6] 3 or [Mo (CN) 8 ] 3 ·.

De préférence, l'hexacyanométallate ou octacyanométallate de métal répond à la formule K2M Fe(CN)6, par exemple IÇCu Fe(CN)6, !<2ZnFe(CN)6, ou K2C0 Fe(CN)6.Preferably, the metal hexacyanometallate or octacyanometallate corresponds to the formula K2M Fe (CN) 6, for example IÇCu Fe (CN) 6,! <2ZnFe (CN) 6, or K2C0 Fe (CN) 6.

En effet, une des applications principales visée pour les nanoparticules et les matériaux selon l'invention est celle de sorbants du césium radioactif pour des besoins de décontamination nucléaire.One of the main applications targeted for nanoparticles and materials according to the invention is that of sorbents of radioactive cesium for nuclear decontamination purposes.

Or, les nanoparticules de ferrocyanures (et ferricyanures) de cuivre (FCCu) de formule générale [K+x]Cu2+y[Fe(CN)6]z_, par exemple K2Cu Fe(CN)6 sont très sélectives du césium. Leur structure cristalline est cubique face centrée, et présente l'avantage de pouvoir échanger sélectivement un atome de césium avec un atome de potassium non lié, présent dans la maille.However, the nanoparticles of copper ferrocyanides (and ferricyanides) (FCCu) of general formula [K + x] Cu 2+ y [Fe (CN) 6] z_ , for example K2Cu Fe (CN) 6 are very selective for cesium. Their crystal structure is cubic face centered, and has the advantage of being able to selectively exchange a cesium atom with an unbound potassium atom, present in the mesh.

Généralement, les nanoparticules d'hexacyanométallate ou octacyanométallate de métal ont une forme de sphère ou de sphéroïde.Generally, the metal hexacyanometallate or octacyanometallate nanoparticles have a sphere or spheroid shape.

Généralement, les nanoparticules à structure cœur-coquille ont une forme de sphère ou de sphéroïde.Generally, nanoparticles with a core-shell structure have a sphere or spheroid shape.

Généralement, les nanoparticules (cœur) d'hexacyanométallate ou octacyanométallate de métal ont une taille moyenne, telle qu'un diamètre, de 2 à 20 nm, de préférence de 2 à 10 nm, de préférence encore de 2 à 5 nm.Generally, the nanoparticles (core) of metal hexacyanometallate or octacyanometallate have an average size, such as a diameter, from 2 to 20 nm, preferably from 2 to 10 nm, more preferably from 2 to 5 nm.

Généralement, la coquille a une épaisseur de 2 à 100 nm, de préférence de 5 à 20 nm.Generally, the shell has a thickness of 2 to 100 nm, preferably 5 to 20 nm.

En conséquence, les nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention ont une taille moyenne, telle qu'un diamètre, de 4 à 120 nm, de préférence de 4 à 50 nm, de préférence encore de 4 à 20 nm.Consequently, the nanoparticles with a core-shell structure according to the invention have an average size, such as a diameter, from 4 to 120 nm, preferably from 4 to 50 nm, more preferably from 4 to 20 nm.

Généralement, la teneur en nanoparticules d'hexacyanométallate ou octacyanométallate de métal des nanoparticules selon l'invention est de 0,5% à 15% en poids, de préférence 0,5% à 5% en poids.Generally, the content of metal hexacyanometallate or octacyanometallate nanoparticles of the nanoparticles according to the invention is from 0.5% to 15% by weight, preferably 0.5% to 5% by weight.

L'invention concerne, en outre, un matériau échangeur de cations métalliques comprenant lesdites nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention et une matrice solide ou liquide.The invention further relates to a metal cation exchange material comprising said nanoparticles with a core-shell structure according to the invention and a solid or liquid matrix.

Cette matrice peut notamment se présenter sous la forme d'un monolithe solide, d'un gel, d'un hydrogel ou d'une membrane solide.This matrix can in particular be in the form of a solid monolith, a gel, a hydrogel or a solid membrane.

On peut considérer que, dans ce matériau échangeur de cations métalliques, les nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention sont utilisées comme des agents fonctionnalisant de la matrice qui se présente par exemple sous la forme d'un monolithe solide, d'un gel, d'un hydrogel ou d'une membrane solide.It can be considered that, in this metal cation exchange material, the nanoparticles with a core-shell structure according to the invention are used as functionalizing agents for the matrix which is, for example, in the form of a solid monolith, a gel, hydrogel or solid membrane.

L'invention concerne, en particulier, un matériau solide échangeur de cations métalliques se présentant sous la forme d'un monolithe alvéolaire constitué par une matrice d'un oxyde inorganique à porosité hiérarchisée et ouverte comprenant des macropores, des mésopores, et des micropores, lesdits macropores, mésopores et micropores étant interconnectés, et les nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention étant réparties dans ladite porosité.The invention relates, in particular, to a solid metal cation exchange material in the form of a cellular monolith consisting of a matrix of an inorganic oxide with hierarchical and open porosity comprising macropores, mesopores, and micropores, said macropores, mesopores and micropores being interconnected, and the nanoparticles with a core-shell structure according to the invention being distributed in said porosity.

Ce matériau solide échangeur de cations métalliques selon l'invention se présentant sous la forme d'un monolithe alvéolaire se distingue du matériau solide se présentant sous la forme d'un monolithe alvéolaire décrit dans le document [1], en ce que les nanoparticules qui sont réparties dans la porosité de la matrice, sont les nanoparticules spécifiques à structure cœur-coquille selon l'invention telles qu'elles ont été décrites plus haut. Les cœurs en ABP de ces nanoparticules à structure cœur-coquille ne sont donc pas agglomérés, agrégés, au contraire des nanoparticules d'ABP sans coquille du matériau du document [1] qui ne possèdent pas une telle structure cœur-coquille mais simplement une structure « cœur ».This solid metal cation exchanger material according to the invention in the form of a cellular monolith is distinguished from the solid material in the form of a cellular monolith described in document [1], in that the nanoparticles which are distributed in the porosity of the matrix, are the specific nanoparticles with a core-shell structure according to the invention as they have been described above. The ABP cores of these nanoparticles with a core-shell structure are therefore not agglomerated, aggregated, on the contrary ABP nanoparticles without the shell of the document material [1] which do not have such a core-shell structure but simply a structure "Heart".

De ce fait, ce matériau solide échangeur de cations métalliques selon l'invention se présentant sous la forme d'un monolithe alvéolaire, possède tous les avantages dus aux nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention, dont les cœurs en ABP ne sont pas agglomérés, par rapport aux nanoparticules en ABP -qui n'ont pas une structure cœur-coquille- réparties dans la porosité de la matrice du matériau du document [1], En particulier, ce matériau solide selon l'invention se présentant sous la forme d'un monolithe alvéolaire a une capacité d'adsorption des cations métalliques plus élevée que le monolithe alvéolaire du document [1],As a result, this solid metal cation exchange material according to the invention, in the form of a cellular monolith, has all the advantages due to nanoparticles with a core-shell structure according to the invention, the ABP cores of which are not not agglomerated, compared to the ABP nanoparticles - which do not have a core-shell structure - distributed in the porosity of the matrix of the document material [1], In particular, this solid material according to the invention is presented under the shape of a honeycomb monolith has a higher adsorption capacity for metal cations than the honeycomb monolith of document [1],

Ce matériau solide échangeur de cations métalliques selon l'invention se présentant sous la forme d'un monolithe alvéolaire, s'il surmonte les inconvénients notamment en termes d'agrégation des nanoparticules d'ABP et de capacité d'adsorption encore limitée, du matériau du document [1] conserve cependant toutes les autres propriétés avantageuses de ce matériau qui sont exposées dans le document [1], En d'autres termes, le matériau du document [1] se voit grandement amélioré du fait de l'utilisation des nanoparticules spécifiques à structure cœur-coquille selon l'invention au lieu des nanoparticules classiques à structure cœur, qui sont constituées seulement par un cœur en ABP sans coquille d'oxyde inorganique poreux, utilisées dans le matériau du document [1],This solid metal cation exchange material according to the invention is in the form of a cellular monolith, if it overcomes the drawbacks in particular in terms of aggregation of ABP nanoparticles and of still limited adsorption capacity, of the material of document [1] retains all the other advantageous properties of this material which are exposed in document [1]. In other words, the material of document [1] is greatly improved due to the use of nanoparticles. specific to a core-shell structure according to the invention instead of the conventional nanoparticles with a core structure, which consist only of an ABP core without a shell of porous inorganic oxide, used in the material of document [1],

L'oxyde inorganique dudit matériau solide échangeur de cations métalliques selon l'invention se présentant sous la forme d'un monolithe alvéolaire, est généralement choisi parmi les oxydes d'au moins un métal ou métalloïde tel que Si, Ti, Zr, Th, Nb, Ta, V, W, Y, Ca, Mg et Al; et leurs mélanges.The inorganic oxide of said solid metal cation exchange material according to the invention, in the form of a cellular monolith, is generally chosen from the oxides of at least one metal or metalloid such as Si, Ti, Zr, Th, Nb, Ta, V, W, Y, Ca, Mg and Al; and their mixtures.

De préférence, l'oxyde inorganique est la silice.Preferably, the inorganic oxide is silica.

L'invention concerne, en outre, un procédé de préparation des nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention qui comprend au moins les étapes successives suivantes :The invention also relates to a process for preparing nanoparticles with a core-shell structure according to the invention, which comprises at least the following successive steps:

a) on prépare une microémulsion eau dans l'huile C, formée de gouttelettes d'une phase aqueuse constituée par une suspension de nanoparticules de [Alk+ x]Mn+y[M'(CN)m]tz, lesdites gouttelettes étant dispersées dans une phase huileuse continue;a) a water-in-oil microemulsion C is prepared, formed of droplets of an aqueous phase constituted by a suspension of nanoparticles of [Alk + x ] M n + y [M '(CN) m] t z , said droplets being dispersed in a continuous oily phase;

b) on ajoute une base à la microémulsion C obtenue dans l'étape a) afin que le pH de la phase aqueuse de la microémulsion eau dans l'huile C soit supérieur ou égal à 8, de préférence soit de 8 à 10, moyennant quoi on obtient une microémulsion D;b) adding a base to the microemulsion C obtained in step a) so that the pH of the aqueous phase of the water-in-oil microemulsion C is greater than or equal to 8, preferably is 8 to 10, provided that which gives a microemulsion D;

c) on ajoute un précurseur de l'oxyde inorganique à la microémulsion D obtenue dans l'étape b), moyennant quoi on obtient une microémulsion E ;c) adding a precursor of the inorganic oxide to the microemulsion D obtained in step b), whereby a microemulsion E is obtained;

d) on réalise la maturation, minéralisation de la microémulsion E obtenue dans l'étape c), moyennant quoi la coquille d'oxyde inorganique poreux est formée autour des nanoparticules de [Alk+x]Mn+y[M'(CN)m]tz et les nanoparticules à structure cœur-coquille sont formées ;d) maturation, mineralization of the microemulsion E obtained in step c) is carried out, whereby the porous inorganic oxide shell is formed around the nanoparticles of [Alk + x] M n + y [M '(CN) m ] t z and the nanoparticles with a core-shell structure are formed;

e) on ajoute un ou plusieurs solvant(s) organique(s) à la microémulsion E minéralisée, obtenue dans l'étape d), moyennant quoi, on casse la microémulsion E ;e) adding one or more organic solvent (s) to the mineralized microemulsion E obtained in step d), whereby the microemulsion E is broken;

f) on sépare les nanoparticules à structure cœur-coquille à partir de la microémulsion E cassée obtenue dans l'étape e) ;f) the nanoparticles with a core-shell structure are separated from the broken microemulsion E obtained in step e);

g) on lave les nanoparticules à structure cœur-coquille séparées dans l'étape f).g) washing the nanoparticles with a core-shell structure separated in step f).

Le procédé selon l'invention comprend une suite spécifique d'étapes spécifiques qui n'a jamais été décrite ni suggérée dans l'art antérieur.The method according to the invention comprises a specific series of specific steps which has never been described or suggested in the prior art.

En particulier, les étapes b) à g) au cours desquelles on prépare une coquille en oxyde inorganique autour des nanoparticules de [Alk+x]Mn+y[IVI'(CN)m]tz ne sont ni décrites ni suggérées dans l'art antérieur.In particular, steps b) to g) during which an inorganic oxide shell is prepared around the nanoparticles of [Alk + x] M n + y [IVI '(CN) m] t z are neither described nor suggested in l prior art.

Il s'est avéré que le procédé selon l'invention permettait de préparer facilement, et avec un rendement élevé, les nanoparticules selon l'invention, qui possèdent une capacité d’adsorption élevée des cations métalliques tels que les cations césium (voir exemples).It turned out that the process according to the invention made it possible to easily prepare, and with a high yield, the nanoparticles according to the invention, which have a high adsorption capacity for metal cations such as cesium cations (see examples) .

La microémulsion eau dans l'huile C, formée de gouttelettes d'une phase aqueuse constituée par une suspension de nanoparticules de [Alk+x]Mn+y[IVI'(CN)m]tz, lesdites gouttelettes étant dispersées dans une phase huileuse continue peut être préparée par les étapes suivantes :The water-in-oil microemulsion C, formed of droplets of an aqueous phase constituted by a suspension of nanoparticles of [Alk + x] M n + y [IVI '(CN) m] t z , said droplets being dispersed in a phase Continuous oily can be prepared by the following steps:

al) on fait réagir un tensioactif organique anionique avec des cations Mn+, moyennant quoi, on obtient un tensioactif anionique modifié par les cations Mn+ ;al) reacting an anionic organic surfactant with cations M n + , whereby an anionic surfactant modified by the cations M n + is obtained;

bl) on prépare une microémulsion eau dans l'huile A, stabilisée par le tensioactif organique, et formée de gouttelettes d'une phase aqueuse contenant du [Alk+ X] [M'(CN)m]tz’, par exemple du K4Fe(CN)6, dispersée dans une phase huileuse continue ;bl) a water-in-oil microemulsion A is prepared, stabilized by the organic surfactant, and formed of droplets of an aqueous phase containing [Alk + X ] [M '(CN) m] t z ', for example K4Fe (CN) 6, dispersed in a continuous oily phase;

cl) on prépare une microémulsion eau dans l'huile B, stabilisée par le tensioactif organique modifié préparé dans l'étape al), et formée de gouttelettes d'une phase aqueuse constituée par de l'eau, dispersée dans une phase huileuse continue ;cl) preparing a water-in-oil microemulsion B, stabilized by the modified organic surfactant prepared in step a1), and formed of droplets of an aqueous phase consisting of water, dispersed in a continuous oily phase;

dl) on mélange la microémulsion A et la microémulsion B, moyennant quoi, on obtient la microémulsion eau dans l'huile C, formée de gouttelettes d'une phase aqueuse constituée par une suspension de nanoparticules de [Alk+x]Mn+y[IVI'(CN)m]tz, lesdites gouttelettes étant dispersées dans une phase huileuse continue.dl) mixing the microemulsion A and the microemulsion B, whereby the water-in-oil microemulsion C is obtained, formed of droplets of an aqueous phase constituted by a suspension of nanoparticles of [Alk + x] M n + y [ IVI '(CN) m] t z , said droplets being dispersed in a continuous oily phase.

Dans l'étape al), le tensioactif organique anionique est généralement choisi parmi les tensioactifs anioniques qui comprennent des cations, tels que des cations de métaux alcalins comme des cations Na+ qui peuvent être échangés avec les cations Mn+ de métaux de transition décrits plus haut, tels que les cations du Cuivre ou du Zinc.In step a1), the anionic organic surfactant is generally chosen from anionic surfactants which comprise cations, such as cations of alkali metals such as Na + cations which can be exchanged with the M n + cations of transition metals described more high, such as copper or zinc cations.

Un exemple d'un tel tensioactif anionique est le dioctyl sulfosuccinate de sodium aussi connu sous l'abréviation « AOT » et qui se présente sous la forme d'un gel blanchâtre.An example of such an anionic surfactant is sodium dioctyl sulfosuccinate also known by the abbreviation "AOT" and which is in the form of a whitish gel.

Pour faire réagir le tensioactif organique anionique avec les cations Mn+, on peut mélanger une solution de ce tensioactif dans un solvant organique, et une solution aqueuse contenant le cation Mn+, tel que M2+, généralement sous la forme d'un sel du métal M.To react the anionic organic surfactant with the cations M n + , it is possible to mix a solution of this surfactant in an organic solvent, and an aqueous solution containing the cation M n + , such as M 2+ , generally in the form of a salt of metal M.

De préférence, l'eau de la solution aqueuse contenant le cation Mn+est de l'eau ultra pure.Preferably, the water of the aqueous solution containing the cation M n + is ultra pure water.

Le sel du métal M contenu dans cette solution B est un sel dont le métal M est généralement choisi parmi les métaux susceptibles de donner un cyanométallate de ce métal M, tel qu'un hexacyanoferrate de ce métal, qui soit insoluble.The salt of the metal M contained in this solution B is a salt in which the metal M is generally chosen from the metals capable of giving a cyanometallate of this metal M, such as a hexacyanoferrate of this metal, which is insoluble.

Ce métal M peut être choisi parmi tous les métaux de transition, par exemple parmi le cuivre, le cobalt, le zinc, le nickel et le fer etc.This metal M can be chosen from all the transition metals, for example from copper, cobalt, zinc, nickel and iron etc.

L'ion Mn+ pourra donc être choisi parmi les ions Fe2+, Ni2+, Fe3+, Co2+, Cu2+, et Zn2+.The ion M n + can therefore be chosen from the ions Fe 2+ , Ni 2+ , Fe 3+ , Co 2+ , Cu 2+ , and Zn 2+ .

Le sel du métal M peut être par exemple un nitrate, un sulfate, un chlorure, un acétate, un tétrafluoroborate, éventuellement hydraté, d'un de ces métaux M.The salt of the metal M can be for example a nitrate, a sulfate, a chloride, an acetate, a tetrafluoroborate, optionally hydrated, of one of these metals M.

Les sels préférés sont les nitrates par exemple de formule MfNChh, par exemple CufNChh.The preferred salts are the nitrates, for example of formula MfNChh, for example CufNChh.

La concentration du sel du métal M dans la solution est de préférence à saturation .The concentration of the metal salt M in the solution is preferably at saturation.

On provoque ensuite la séparation en deux phases du mélange de la solution du tensioactif dans un solvant organique, et de la solution aqueuse contenant le cation Mn+, tel que M2+.The mixture of the surfactant solution in an organic solvent and the aqueous solution containing the cation M n + , such as M 2+, is then separated into two phases.

Ces deux phases sont une phase organique qui contient le tensioactif tel que ΙΆ0Τ modifié par les cations Mn+ et une phase aqueuse.These two phases are an organic phase which contains the surfactant such as ΙΆ0Τ modified by the cations M n + and an aqueous phase.

La phase aqueuse est éliminée et la phase organique est lavée plusieurs fois à l'eau jusqu'à élimination complète des sels, par exemple des nitrates.The aqueous phase is eliminated and the organic phase is washed several times with water until complete elimination of the salts, for example nitrates.

La phase organique contenant le tensioactif modifié est alors séchée, par exemple à 35°C sous vide pendant 48 heures, pour donner le tensioactif modifié.The organic phase containing the modified surfactant is then dried, for example at 35 ° C. under vacuum for 48 hours, to give the modified surfactant.

Par exemple pour préparer de ΙΆ0Τ modifié, on peut mélanger un volume donné d'AOT à 1 mol/L dans l'éthanol absolu avec une solution aqueuse saturée en sel de métal M tel que Cu, par exemple en nitrate de métal de formule Μ2+(ΝΟ3_)2, tel que le nitrate de cuivre, on obtient ainsi un mélange homogène.For example, to prepare modified ΙΆ0Τ, one can mix a given volume of AOT at 1 mol / L in absolute ethanol with a saturated aqueous solution of metal salt M such as Cu, for example metal nitrate of formula Μ 2+ (ΝΟ3 _ ) 2, such as copper nitrate, a homogeneous mixture is thus obtained.

L'addition d'éther diéthylique à ce mélange provoque la séparation en deux phases du mélange, à savoir une phase organique qui contient le tensioactif tel que ΙΆ0Τ modifié par les cations Mn+ et une phase aqueuse.The addition of diethyl ether to this mixture causes the mixture to be separated into two phases, namely an organic phase which contains the surfactant as ΙΆ0Τ modified by the cations M n + and an aqueous phase.

La phase aqueuse est éliminée et la phase organique est lavée plusieurs fois à l'eau jusqu'à élimination complète des sels, par exemple des nitrates.The aqueous phase is eliminated and the organic phase is washed several times with water until complete elimination of the salts, for example nitrates.

La phase organique contenant le tensioactif modifié est alors séchée, par exemple à 35°C sous vide pendant 48 heures, pour donner le tensioactif modifié.The organic phase containing the modified surfactant is then dried, for example at 35 ° C. under vacuum for 48 hours, to give the modified surfactant.

Dans le cas où le tensioactif est le sulfosuccinate de sodium, le tensioactif modifié est le sulfosuccinate du métal M, par exemple le sulfosuccinate de Cuivre qui se présente sous la forme d'une pâte ou gel de couleur bleu due aux ions Cu2+.In the case where the surfactant is sodium sulfosuccinate, the modified surfactant is the sulfosuccinate of metal M, for example copper sulfosuccinate which is in the form of a paste or gel of blue color due to the Cu 2+ ions.

Lors de l'étape bl), on prépare une microémulsion eau dans l'huile A, stabilisée par le tensioactif organique, et formée de gouttelettes d'une phase aqueuse contenant du [Alk+ X] [M'(CN)m]tz“, par exemple du KUFefCNk, dispersée dans une phase huileuse continue.During step b1), a water-in-oil microemulsion A is prepared, stabilized by the organic surfactant, and formed of droplets of an aqueous phase containing [Alk + X ] [M '(CN) m ] t z “, for example KUFefCNk, dispersed in a continuous oily phase.

Pour cela, on peut par exemple mélanger une solution du tensioactif nonmodifié, tel que de ΓΑΟΤ (non modifié), dans un solvant organique et une solution aqueuse de [Alk+ X] [M'(CN)m]tz’, par exemple de K4Fe(CN)6.For this, one can for example mix a solution of the unmodified surfactant, such as ΓΑΟΤ (unmodified), in an organic solvent and an aqueous solution of [Alk + X ] [M '(CN) m] t z ', by example of K4Fe (CN) 6.

Ce mélange est généralement réalisé sous agitation ultrasonique.This mixture is generally carried out with ultrasonic stirring.

Le solvant organique est généralement constitué par un ou plusieurs alcane(s) liquide(s) choisi(s) parmi les alcanes linéaires ou ramifiés ayant de 5 à 22 atomes de carbone, de préférence de 7 à 22 atomes de carbone tels que l'isooctane, et dodécane et l'hexadécane ; les alcanes cycliques de 5 à 22 atomes de carbone tels que le cyclohexane ; et leurs mélanges.The organic solvent generally consists of one or more liquid alkane (s) chosen from linear or branched alkanes having from 5 to 22 carbon atoms, preferably from 7 to 22 carbon atoms such as isooctane, and dodecane and hexadecane; cyclic alkanes of 5 to 22 carbon atoms such as cyclohexane; and their mixtures.

La concentration du tensioactif dans la solution est généralement de 0,01 à 5 M, de préférence de 0,1 M.The concentration of the surfactant in the solution is generally 0.01 to 5 M, preferably 0.1 M.

La concentration de [Alk+ X] [M'(CN)m]tz’, par exemple de K4Fe(CN)6 dans la solution aqueuse est généralement de 0,005 M à 0,5 M, de préférence de 0,05 M.The concentration of [Alk + X ] [M '(CN) m] t z ', for example K4Fe (CN) 6 in the aqueous solution is generally from 0.005 M to 0.5 M, preferably 0.05 M .

Le volume de la solution aqueuse de [Alk+ X] [M'(CN)m]tz’, par exemple de K4Fe(CN)6, est généralement adapté de telle sorte que le rapport w = [H2O]/[Tensioactif] désigné par wa lorsque ce rapport concerne la microémulsion A, soit de 1 à 30, de préférence de 10.The volume of the aqueous solution of [Alk + X ] [M '(CN) m] t z ', for example K4Fe (CN) 6, is generally adapted so that the ratio w = [H2O] / [Surfactant ] designated by wa when this ratio relates to microemulsion A, ie from 1 to 30, preferably from 10.

Dans l'étape cl), on prépare une microémulsion eau dans l'huile B, stabilisée par le tensioactif organique modifié préparé dans l'étape al), et formée de gouttelettes d'une phase aqueuse constituée par de l'eau dispersée dans une phase huileuse continue.In step c1), a water-in-oil microemulsion B is prepared, stabilized by the modified organic surfactant prepared in step a1, and formed of droplets of an aqueous phase consisting of water dispersed in a continuous oily phase.

Pour cela, on peut par exemple mélanger une solution du tensioactif modifié, tel que de ΙΆ0Τ (modifié), dans un solvant organique avec de l'eau pure.For this, one can for example mix a solution of the modified surfactant, such as ΙΆ0Τ (modified), in an organic solvent with pure water.

Ce mélange est généralement réalisé sous agitation ultrasonique.This mixture is generally carried out with ultrasonic stirring.

Le solvant organique est généralement constitué par un ou plusieurs alcanes liquides choisis parmi les alcanes linéaires ou ramifiés ayant de 5 à 22 atomes de carbone, de préférence de 7 à 22 atomes de carbone tels que l'isooctane, et dodécane et l'hexadécane ; les alcanes cycliques de 5 à 22 atomes de carbone tels que le cyclohexane ; et leurs mélanges.The organic solvent generally consists of one or more liquid alkanes chosen from linear or branched alkanes having from 5 to 22 carbon atoms, preferably from 7 to 22 carbon atoms such as isooctane, and dodecane and hexadecane; cyclic alkanes of 5 to 22 carbon atoms such as cyclohexane; and their mixtures.

La concentration du tensioactif dans la solution est généralement de 0,001 à 2,5 M, de présence de 0,044 M.The concentration of surfactant in the solution is generally from 0.001 to 2.5 M, with the presence of 0.044 M.

Le volume d'eau pure est généralement adapté de telle sorte que le rapport w = [H2O]/[Tensioactif] désigné par wb lorsque ce rapport concerne la microémulsion B, soit de 2,5 à 15, de préférence de 5. Généralement wb = wa/2.The volume of pure water is generally adapted so that the ratio w = [H2O] / [Surfactant] designated by wb when this ratio relates to microemulsion B, ie from 2.5 to 15, preferably from 5. Generally wb = wa / 2.

Dans cette émulsion B, le tensioactif modifié se place plutôt à l'interface entre les deux phases et le métal M, tel que le cuivre, qui modifie le tensioactif qui se trouve ainsi placé du côté de la phase aqueuse.In this emulsion B, the modified surfactant is instead placed at the interface between the two phases and the metal M, such as copper, which modifies the surfactant which is thus placed on the side of the aqueous phase.

Lors de l'étape dl), on mélange la microémulsion A et la microémulsionDuring step dl), the microemulsion A and the microemulsion are mixed

B, moyennant quoi, on obtient la microémulsion eau dans l'huile C, formée de gouttelettes d'une phase aqueuse constituée par une suspension de nanoparticules de ferrocyanures [Alk+ x]Mn+y[IVI'(CN)m]tz, par exemple K2MFe(CN)6, notamment KzCuFe(CN)6, lesdites gouttelettes étant dispersées dans une phase huileuse continue. Dans cette microémulsionB, whereby the water-in-oil microemulsion C is obtained, formed of droplets of an aqueous phase constituted by a suspension of nanoparticles of ferrocyanides [Alk + x ] M n + y [IVI '(CN) m] t z , for example K2MFe (CN) 6, in particular KzCuFe (CN) 6, said droplets being dispersed in a continuous oily phase. In this microemulsion

C, la phase aqueuse est donc une suspension.C, the aqueous phase is therefore a suspension.

Le rapport w = [H2O]/[Tensioactif] désigné par wc lorsque ce rapport concerne la microémulsion C va généralement de 3,75 à 22,5, de préférence wc est égal àThe ratio w = [H2O] / [Surfactant] designated by wc when this ratio relates to microemulsion C generally ranges from 3.75 to 22.5, preferably wc is equal to

7,5. En effet, on mélange la microémulsion A et la microémulsion B pour donner la microémulsion C, et en conséquence wc=(wa+wb)/2 = 3 wa/4.7.5. Indeed, we mix microemulsion A and microemulsion B to give microemulsion C, and consequently wc = (wa + wb) / 2 = 3 wa / 4.

Ces ferrocyanures sont des polymères de coordination cristallins, dont la structure est cubique face centrée. Ces composés présentent la particularité de pouvoir accueillir au centre de la maille cristalline un atome de potassium qui peut ensuite s'échanger avec le césium. Cet échange ionique est très sélectif vis-à-vis du césium. C'est la raison pour laquelle les ferrocyanures comptent parmi les échangeurs de césium les plus efficaces.These ferrocyanides are crystalline coordination polymers, the structure of which is cubic face centered. These compounds have the particularity of being able to accommodate at the center of the crystal mesh a potassium atom which can then be exchanged with cesium. This ion exchange is very selective with respect to cesium. This is the reason why ferrocyanides are among the most effective cesium exchangers.

Ce mélange est généralement réalisé sous agitation ultrasonique.This mixture is generally carried out with ultrasonic stirring.

Ce mélange est généralement réalisé de façon à préserver le rapport molaire M :M', par exemple Cu/Fe qui est généralement de 4:3.This mixing is generally carried out so as to preserve the molar ratio M: M ', for example Cu / Fe which is generally 4: 3.

Lors de l'étape b), on ajoute une base à la microémulsion C afin que le pH de la phase aqueuse de la microémulsion eau dans l'huile C soit généralement supérieur ou égal à 8, de préférence soit de 8 à 10, moyennant quoi, on obtient une microémulsion D que l'on peut qualifier de microémulsion basifiée.During step b), a base is added to microemulsion C so that the pH of the aqueous phase of the water in oil microemulsion C is generally greater than or equal to 8, preferably is 8 to 10, provided that what, one obtains a microemulsion D which one can qualify as basified microemulsion.

La base peut être par exemple le NH4OH ou NaOH.The base can be for example NH4OH or NaOH.

On peut par exemple ajouter un volume donné d'une solution de base, telle que NH4OH à une concentration donnée, pour obtenir le pH recherché supérieur ou égal à 8.One can for example add a given volume of a basic solution, such as NH4OH at a given concentration, to obtain the desired pH greater than or equal to 8.

Ainsi, on peut ajouter un volume donné d'une solution aqueuse à 25% de NH4OH, diluée 10 fois, ce volume correspondant à 10% du volume total d'eau de la microémulsion C pour obtenir la microémulsion D.Thus, it is possible to add a given volume of a 25% aqueous solution of NH4OH, diluted 10 times, this volume corresponding to 10% of the total volume of water of microemulsion C to obtain microemulsion D.

Lors de l'étape c), on ajoute un précurseur de l'oxyde inorganique à la microémulsion D obtenue dans l'étape b), moyennant quoi on obtient la microémulsion E.In step c), a precursor of the inorganic oxide is added to the microemulsion D obtained in step b), whereby the microemulsion E is obtained.

L'oxyde inorganique est généralement choisi parmi les oxydes de métaux et de métalloïdes, et le précurseur de cet oxyde est donc généralement choisi parmi les alcoxydes de métaux ou de métalloïdes, les sels de métaux ou de métalloïdes, tels que les chlorures et les nitrates de métaux et de métalloïdes, et leurs mélanges.The inorganic oxide is generally chosen from oxides of metals and metalloids, and the precursor of this oxide is therefore generally chosen from alkoxides of metals or metalloids, salts of metals or metalloids, such as chlorides and nitrates of metals and metalloids, and mixtures thereof.

Dans le cas où l'oxyde inorganique est la silice, le ou les précurseurs de la silice peuvent être choisis parmi le tétraméthoxyorthosilane (TMOS), le tétraéthoxyorthosilane (TEOS), le dimethyldiéthoxysilane (DMDES), et leurs mélanges.In the case where the inorganic oxide is silica, the silica precursor (s) can be chosen from tetramethoxyorthosilane (TMOS), tetraethoxyorthosilane (TEOS), dimethyldiethoxysilane (DMDES), and their mixtures.

Généralement, on ajoute à la microémulsion D, un volume donné du précurseur, tel que le TEOS, précurseur de silice, suivant un rapport molaire h = nH2o/nprécurseur, de 4,3 à 60, de préférence de 4,3.Generally, the microemulsion is added to D, a given volume of the precursor, such as TEOS, the silica precursor, a molar ratio h = n H 2o / n pr écurseur, from 4.3 to 60, preferably 4, 3.

Lors de l'étape d), on réalise la maturation, minéralisation de la microémulsion E obtenue dans l'étape e), moyennant quoi la coquille d'oxyde inorganique poreux est formée autour des nanoparticules de [Alk+ x]Mn+y[M'(CN)m]tz et les nanoparticules à structure cœur-coquille sont formées.During step d), maturation, mineralization of the microemulsion E obtained in step e) is carried out, whereby the porous inorganic oxide shell is formed around the nanoparticles of [Alk + x ] M n + y [ M '(CN) m] t z and the nanoparticles with a core-shell structure are formed.

Cette maturation peut être réalisée en laissant réagir sous agitation la microémulsion E pendant une durée de 12 à 120 heures, de préférence de 48 heures.This maturation can be carried out by allowing the microemulsion E to react with stirring for a period of 12 to 120 hours, preferably 48 hours.

Sans vouloir être lié par une théorie, au cours de cette étape, il semblerait que le précurseur, tel que le TEOS se trouve plutôt dans la phase organique et que, dès qu'il rencontre une molécule d'eau à l'interface entre les phases, il s'hydrolyse et se polymérise dans les gouttelettes de phase aqueuse pour former l'oxyde inorganique tel que la silice.Without wishing to be bound by a theory, during this stage, it would seem that the precursor, such as TEOS, is rather in the organic phase and that, as soon as it meets a water molecule at the interface between phases, it hydrolyzes and polymerizes in the droplets of aqueous phase to form inorganic oxide such as silica.

Lors de l'étape e), on ajoute un ou plusieurs solvant(s) organique(s) à la microémulsion E minéralisée, obtenue dans l'étape e), moyennant quoi on casse, on déstabilise, la microémulsion E.During step e), one or more organic solvent (s) are added to the mineralized microemulsion E obtained in step e), whereby the microemulsion E is broken, destabilized.

Ce ou ces solvant(s) organique(s) peut (peuvent) être choisi(s) parmi l'éthanol, l'acétone, le DMSO, l'éther diéthylique etc.This or these organic solvent (s) can be chosen from ethanol, acetone, DMSO, diethyl ether, etc.

Lors de l'étape f), on sépare les nanoparticules à structure cœur coquille à partir de la microémulsion E « cassée » obtenue dans l'étape f).During step f), the nanoparticles with a shell-core structure are separated from the “broken” microemulsion E obtained in step f).

Cette séparation peut être effectuée par toute technique de séparation liquide-solide adéquate, par exemple par filtration ou centrifugation.This separation can be carried out by any suitable liquid-solid separation technique, for example by filtration or centrifugation.

Par exemple, la microémulsion E « cassée » peut être centrifugée, par exemple à 14800 tpm pendant une durée par exemple de 10 minutes et le surnageant est éliminé.For example, the “broken” microemulsion E can be centrifuged, for example at 14,800 rpm for a period of time, for example 10 minutes, and the supernatant is removed.

Lors de l'étape g), on lave les nanoparticules à structure cœur-coquille séparées dans l'étape f) avec un solvant organique tel que l'éthanol absolu.During step g), the nanoparticles with a core-shell structure separated in step f) are washed with an organic solvent such as absolute ethanol.

Cette étape g) peut comprendre plusieurs lavages successifs, par exemple de 1 à 3 lavages, notamment 3 lavages avec un solvant organique, tel que de l'éthanol absolu, le solvant organique étant éliminé du mélange comprenant le solvant de lavage et des nanoparticules après chaque lavage par une technique de séparation liquide-solide adéquate, par exemple par filtration ou centrifugation.This step g) can comprise several successive washes, for example from 1 to 3 washes, in particular 3 washes with an organic solvent, such as absolute ethanol, the organic solvent being removed from the mixture comprising the washing solvent and nanoparticles after each washing by a suitable liquid-solid separation technique, for example by filtration or centrifugation.

Par exemple, le mélange du solvant de lavage et des nanoparticules peut être centrifugé, et le surnageant est éliminé.For example, the mixture of washing solvent and nanoparticles can be centrifuged, and the supernatant is removed.

Les nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention et le matériau échangeur de cations métalliques selon l'invention peuvent être mis en œuvre notamment, mais non exclusivement, dans un procédé pour extraire, séparer, au moins un cation métallique à partir d'un milieu liquide le contenant, dans lequel on met en contact ledit milieu liquide avec les nanoparticules à structure-cœur coquille selon l'invention et/ou le matériau échangeur de cations métalliques. L'invention concerne donc, également, un tel procédé d'extraction, séparation.The nanoparticles with a core-shell structure according to the invention and the metal cation exchange material according to the invention can be used in particular, but not exclusively, in a process for extracting, separating, at least one metal cation from a liquid medium containing it, in which said liquid medium is brought into contact with the shell-core nanoparticles according to the invention and / or the metal cation exchange material. The invention therefore also relates to such an extraction, separation process.

Les nanoparticules à structure-cœur coquille selon l'invention et le matériau échangeur de cations métalliques selon l'invention, du fait de leurs excellentes propriétés telles qu'une excellente capacité d'échange, une excellente sélectivité, une vitesse de réaction élevée, conviennent particulièrement à un tel usage.Nanoparticles with a shell core structure according to the invention and the metal cation exchange material according to the invention, because of their excellent properties such as excellent exchange capacity, excellent selectivity, high reaction speed, are suitable. particularly for such use.

Cette excellente efficacité est obtenue avec des quantités réduites d'hexacyanoferrate ou octacyanoferrate.This excellent efficiency is obtained with reduced amounts of hexacyanoferrate or octacyanoferrate.

De plus, les excellentes propriétés de tenue et de stabilité mécaniques des nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention résultant de leurs structures spécifiques, et du matériau échangeur de cations métalliques selon l'invention, permettent notamment la mise en œuvre en continu du procédé de séparation, qui peut ainsi être facilement intégré dans une installation existante, par exemple dans une chaîne ou ligne de traitement comprenant plusieurs étapes.In addition, the excellent mechanical strength and stability properties of the nanoparticles with a core-shell structure according to the invention resulting from their specific structures, and of the metal cation exchange material according to the invention, allow in particular the continuous implementation of the separation process, which can thus be easily integrated into an existing installation, for example in a chain or processing line comprising several stages.

Avantageusement, ledit milieu liquide peut être un milieu liquide aqueux, tel qu'une solution aqueuse, par exemple une eau de mer ou une eau saumâtre.Advantageously, said liquid medium can be an aqueous liquid medium, such as an aqueous solution, for example sea water or brackish water.

Les solutions qui peuvent être traitées avec les nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention et le matériau échangeur de cations métalliques selon l'invention sont très variées, et peuvent même contenir par exemple des agents corrosifs, ou autres, du fait de l'excellente stabilité chimique du matériau selon l'invention.The solutions which can be treated with nanoparticles with a core-shell structure according to the invention and the metal cation exchange material according to the invention are very varied, and may even contain, for example, corrosive agents, or the like, due to the excellent chemical stability of the material according to the invention.

Les nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention et le matériau échangeur de cations métalliques selon l'invention sont utilisables en particulier sur une très large gamme de pH, par exemple de 2 à 10. Par exemple, on pourra traiter des solutions acides (par exemple des solutions d'acide nitrique), par exemple de concentrations supérieures à 0,1 M, neutres, ou basiques jusqu'à un pH de 10.The nanoparticles with a core-shell structure according to the invention and the metal cation exchange material according to the invention can be used in particular over a very wide pH range, for example from 2 to 10. For example, acid solutions may be treated (for example nitric acid solutions), for example concentrations higher than 0.1 M, neutral, or basic up to a pH of 10.

Ledit milieu liquide peut être un liquide de procédé ou un effluent industriel.Said liquid medium can be a process liquid or an industrial effluent.

Avantageusement, ledit milieu liquide peut être un milieu liquide tel qu'une solution aqueuse contenant des radionucléides. Par exemple, le milieu liquide peut être choisi parmi les liquides et effluents issus de l'industrie nucléaire, des installations nucléaires et des activités mettant en œuvre des radionucléides.Advantageously, said liquid medium can be a liquid medium such as an aqueous solution containing radionuclides. For example, the liquid medium can be chosen from liquids and effluents from the nuclear industry, nuclear installations and activities using radionuclides.

Parmi ceux-ci, on peut citer par exemple les eaux de refroidissement et les effluents radioactifs issus de l'exploitation ou de l'assainissement/démantèlement des centrales nucléaires, les solutions aqueuses et effluents radioactifs issus des opérations d'exploitation ou d'assainissement/démantèlement des usines du cycle du combustible nucléaire, depuis la mine jusqu'au démantèlement des installations en fin de vie, ou encore les solutions aqueuses et effluents radioactifs provenant de laboratoires, centres de recherche ou autres industries mettant en œuvre des radionucléides.These include, for example, cooling water and radioactive effluents from the operation or remediation / dismantling of nuclear power plants, aqueous solutions and radioactive effluents from operation or remediation / dismantling of nuclear fuel cycle factories, from the mine to the dismantling of end-of-life facilities, or aqueous solutions and radioactive effluents from laboratories, research centers or other industries using radionuclides.

Il est toutefois évident que les nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention et le matériau échangeur de cations métalliques selon l'invention peuvent également être mis en œuvre dans d'autres domaines d'activités, industriels ou autres, non nucléaires.It is however obvious that the nanoparticles with a core-shell structure according to the invention and the metal cation exchange material according to the invention can also be used in other non-nuclear, industrial or other fields of activity.

Ainsi, les hexacyanoferrates fixent sélectivement le thallium et cette propriété pourrait être mise à profit dans l'épuration des effluents de cimenterie pour réduire ou supprimer les rejets et émissions de cet élément qui est un poison violent.Thus, hexacyanoferrates selectively fix thallium and this property could be used in the purification of effluents from cement works to reduce or eliminate the discharges and emissions of this element which is a violent poison.

Le milieu liquide, de préférence une solution aqueuse, peut outre ledit cation métallique à séparer, contenir d'autres sels en solution tels que NaNCh ou LiNO3 ou encore AlfNChh ou tout autre sel soluble de métal alcalin ou alcalino-terreux, par exemple à une concentration pouvant atteindre jusqu'à 2 moles/L. La solution peut également contenir, comme indiqué plus haut, des acides, bases, et même des composés organiques.The liquid medium, preferably an aqueous solution, may, in addition to said metal cation to be separated, contain other salts in solution such as NaNCh or LiNO3 or also AlfNChh or any other soluble salt of alkali or alkaline earth metal, for example at a concentration up to 2 moles / L. The solution may also contain, as indicated above, acids, bases, and even organic compounds.

Ainsi, le milieu liquide peut être une solution aqueuse contenant, outre ledit cation métallique, des sels (bien sûr différents des sels dudit cation métallique) tels que du NaCI, par exemple à une concentration supérieure à 30 g/L.Thus, the liquid medium can be an aqueous solution containing, in addition to said metal cation, salts (of course different from the salts of said metal cation) such as NaCl, for example at a concentration greater than 30 g / L.

Le procédé selon l'invention permet en effet, de manière étonnante, de séparer efficacement et sélectivement un cation métallique tel qu'un cation césium, même à partir de milieux liquides, tels que des solutions aqueuses, fortement chargés en sels, notamment en NaCI. De tels milieux fortement chargés en NaCI sont par exemple les eaux de mer et les eaux saumâtres.The process according to the invention makes it possible, surprisingly, to efficiently and selectively separate a metal cation such as a cesium cation, even from liquid media, such as aqueous solutions, highly charged with salts, in particular with NaCl . Such media highly charged with NaCI are, for example, sea water and brackish water.

Généralement, ledit cation métallique peut être présent à une concentration de 0,1 picogramme à 100 mg/L, de préférence de 0,1 picogramme à 10 mg/L.Generally, said metal cation can be present at a concentration of 0.1 picogram at 100 mg / L, preferably 0.1 picogram at 10 mg / L.

Le terme « métal » recouvre aussi les isotopes et notamment les isotopes radioactifs dudit métal.The term “metal” also covers isotopes and in particular the radioactive isotopes of said metal.

De préférence, le cation est un cation d'un élément choisi parmi Cs, Co, Ag, Ru, Fe et Tl et les isotopes, notamment radioactifs de ceux-ci parmi lesquels on peut citer 58Co, 60Co, 55-59Fe, 134Cs, 137Cs, et io3,io5,io5,io7Ru.Preferably, the cation is a cation of an element selected from Cs, Co, Ag, Ru, Fe and Tl and isotopes including radioactive thereof among which one can cite 58 Co, 60 Co, 55-59 Fe , 134 Cs, 137 Cs, and io3, io5, io5, io7 Ru .

Le cation métallique est en particulier le cation césium Cs.The metal cation is in particular the cesium Cs cation.

De préférence encore, le cation est un cation du 134Cs, ou du 137Cs.More preferably, the cation is a cation of 134 Cs, or 137 Cs.

Une utilisation préférée des nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention et du matériau échangeur de cations métalliques selon l'invention est en effet la fixation du césium qui contribue à une grande part de l'activité gamma des liquides de l'industrie nucléaire et qui est fixé sélectivement par les hexacyanoferrates.A preferred use of nanoparticles with a core-shell structure according to the invention and of the metal cation exchange material according to the invention is in fact the fixation of cesium which contributes to a large part of the gamma activity of liquids from the nuclear industry. and which is selectively fixed by hexacyanoferrates.

Le procédé selon l'invention peut être mis en œuvre avantageusement avec un milieu liquide qui est une solution aqueuse, contenant en tant que cation métallique un cation du 134Cs ou du 137Cs, et contenant, en outre, des sels, tels que du NaCI, de préférence à une concentration élevée, par exemple supérieure à 30 g/L.The process according to the invention can advantageously be carried out with a liquid medium which is an aqueous solution, containing as metal cation a cation of 134 Cs or 137 Cs, and containing, in addition, salts, such as NaCI, preferably at a high concentration, for example greater than 30 g / L.

Le procédé selon l'invention permet de séparer efficacement et sélectivement ces cations métalliques de césium radioactif à partir de tels milieux liquides très chargés en sels comme NaCI. Cette séparation effective et sélective est possible grâce à la sélectivité des nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention et du matériau échangeur de cations métalliques selon l'invention vis-à-vis du Cs en présence d'un ion compétiteur comme le Na.The method according to the invention makes it possible to efficiently and selectively separate these metal cations of radioactive cesium from such liquid media highly charged with salts such as NaCl. This effective and selective separation is possible thanks to the selectivity of nanoparticles with a core-shell structure according to the invention and of the metal cation exchange material according to the invention with respect to Cs in the presence of a competing ion such as Na .

Ce procédé possède tous les avantages intrinsèquement liés aux nanoparticules à structure-cœur coquille selon l'invention et au matériau échangeur de cations métalliques selon l'invention, mis en œuvre dans ce procédé, et qui ont déjà été décrits plus haut.This process has all the advantages intrinsically linked to nanoparticles with a shell-core structure according to the invention and to the metal cation exchange material according to the invention, implemented in this process, and which have already been described above.

On a vu que le procédé de séparation qui met en œuvre les nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention et/ou le matériau échangeur de cations métalliques selon l'invention est de préférence mis en œuvre en continu, les nanoparticules à structure-cœur-coquille selon l'invention et/ou le matériau échangeur de cations métalliques selon l'invention, de préférence sous forme de particules, étant alors conditionnés par exemple sous forme de colonne, les nanoparticules à structure-cœur coquille selon l'invention et/ou le matériau échangeur de cations métalliques selon l'invention formant de préférence un lit fluidisé dont la fluidisation est assurée par la solution à traiter, mais le procédé de fixation peut aussi être mis en œuvre en discontinu, en mode « batch », la mise en contact des nanoparticules à structure-cœur coquille selon l'invention et/ou du matériau échangeur de cations métalliques selon l'invention et de la solution à traiter étant alors réalisée de préférence sous agitation. Le conditionnement en colonne permet de traiter en continu des quantités importantes de solution, avec un fort débit de celles-ci.We have seen that the separation process which uses the nanoparticles with a core-shell structure according to the invention and / or the metal cation exchange material according to the invention is preferably implemented continuously, the nanoparticles with structure- core-shell according to the invention and / or the metal cation exchange material according to the invention, preferably in the form of particles, then being packaged for example in the form of a column, the nanoparticles having a core-shell structure according to the invention and / or the metal cation exchanger material according to the invention preferably forming a fluidized bed, the fluidization of which is ensured by the solution to be treated, but the fixing process can also be implemented batchwise, in "batch" mode, the bringing nanoparticles with a shell-core structure according to the invention and / or the metal cation exchange material according to the invention into contact with the solution iter then being preferably carried out with stirring. Column packaging makes it possible to continuously process large quantities of solution, with a high flow rate thereof.

Le temps de contact de la solution à traiter avec les nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention et/ou le matériau échangeur de cations métalliques selon l'invention est variable et peut aller, par exemple, de 1 minute à 1 heure pour un fonctionnement en continu et, par exemple de 10 minutes à environ 24 heures, pour un fonctionnement en « batch ».The contact time of the solution to be treated with the nanoparticles with a core-shell structure according to the invention and / or the metal cation exchange material according to the invention is variable and can range, for example, from 1 minute to 1 hour for continuous operation and, for example from 10 minutes to approximately 24 hours, for "batch" operation.

A l'issue du procédé de fixation, les polluants se trouvant dans la solution, tels que des cations, sont immobilisés dans les nanoparticules à structure-cœur coquille selon l'invention et/ou le matériau échangeur, fixateur, de cations métalliques selon l'invention par sorption, c'est-à-dire par échange ionique ou adsorption au sein des nanoparticules, au sein de la structure des nanoparticules.At the end of the fixing process, the pollutants present in the solution, such as cations, are immobilized in the nanoparticles with shell-core structure according to the invention and / or the exchanger, fixing material, of metal cations according to the invention. invention by sorption, that is to say by ion exchange or adsorption within the nanoparticles, within the structure of the nanoparticles.

L'invention va maintenant être décrite plus en détail dans ce qui suit en liaison notamment avec des modes de réalisation particuliers de celle-ci qui font l'objet d'exemples.The invention will now be described in more detail in what follows in connection in particular with particular embodiments thereof which are the subject of examples.

Cette description est faite en relation avec les dessins joints.This description is made in relation to the accompanying drawings.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

La Figure 1 est une image prise en microscopie électronique à transmission MET (« Transmission Electron Microscopy », « TEM » en anglais) en champ clair des nanoparticules de silice seule synthétisées avec le tensioactif Na(AOT) non modifié, et wa=20 dans l'exemple 1.Figure 1 is an image taken in transmission electron microscopy MET ("Transmission Electron Microscopy", "TEM" in English) in the clear field of silica nanoparticles alone synthesized with the surfactant Na (AOT) unmodified, and wa = 20 in Example 1.

L'échelle portée sur cette figure représente 20 nm.The scale shown in this figure represents 20 nm.

La Figure 2 est une image prise en microscopie électronique à transmission MET (« Transmission Electron Microscopy », « TEM» en anglais) en champ clair des nanoparticules de silice avec des particules d'oxyde de cuivre en leur centre (il s'agit donc de nanoparticules cœur coquille avec un cœur constitué d'oxyde de cuivre et une coquille de silice) synthétisées, préparées, avec le tensioactif modifié Na(AOT)/Cu(AOT)2 et wc=15 dans l'exemple 2.Figure 2 is an image taken in transmission electron microscopy MET ("Transmission Electron Microscopy", "TEM" in English) in the clear field of silica nanoparticles with copper oxide particles in their center (it is therefore of shell core nanoparticles with a core consisting of copper oxide and a silica shell) synthesized, prepared, with the modified surfactant Na (AOT) / Cu (AOT) 2 and wc = 15 in Example 2.

L'échelle portée sur cette figure représente 20 nm.The scale shown in this figure represents 20 nm.

La Figure 3 est une image prise en mode « STEM-HAADF » (« Scanning Transmission Electron Microscopy-High Angle Annular Dark Field » en anglais) en champ sombre des nanoparticules de silice avec des particules d'oxyde de cuivre en leur centre (il s'agit donc de nanoparticules cœur coquille avec un cœur constitué d'oxyde de cuivre et une coquille de silice) synthétisées avec le tensioactif modifié Na(AOT)/Cu(AOT)2, et wc=15 dans l'exemple 2.Figure 3 is an image taken in “STEM-HAADF” mode (“Scanning Transmission Electron Microscopy-High Angle Annular Dark Field” in dark field) of silica nanoparticles with copper oxide particles in their center (it these are therefore shell core nanoparticles with a core consisting of copper oxide and a silica shell) synthesized with the modified surfactant Na (AOT) / Cu (AOT) 2, and wc = 15 in Example 2.

L'échelle portée sur cette figure représente 20 nm.The scale shown in this figure represents 20 nm.

Les Figures 4A et 4B sont des images prises en mode « STEMHAADF » nanoparticules de silice avec des particules d'oxyde de cuivre en leur centre (il s'agit donc de nanoparticules cœur coquille avec un cœur constitué d'oxyde de cuivre et une coquille de silice) synthétisées, préparées dans l'exemple 2, avec wc=15.Figures 4A and 4B are images taken in “STEMHAADF” mode silica nanoparticles with copper oxide particles in their center (these are therefore shell core nanoparticles with a core consisting of copper oxide and a shell silica) synthesized, prepared in Example 2, with wc = 15.

Les échelles portées sur ces figures représentent 20 nm.The scales shown in these figures represent 20 nm.

Les Figures 5A et 5B montrent les spectres « EELS » (« Electron Energy Loss Spectroscopy » en anglais) associés respectivement aux images (a) et (b) des Figures 4A et 4B.Figures 5A and 5B show the spectra "EELS" ("Electron Energy Loss Spectroscopy" in English) associated with images (a) and (b) respectively of Figures 4A and 4B.

En abscisse est portée la perte d'énergie (« Energy Loss ») en eV, et en ordonnée est porté le nombre de coups (« Counts »).On the abscissa is the energy loss ("Energy Loss") in eV, and on the ordinate is the number of strokes ("Counts").

La Figure 6 est une image prise en mode « STEM-HAADF » en champ sombre des nanoparticules cœur de K2CuFe(CN)6-coquille de S1O2, désignées K2CuFe(CN)6@SiO2, préparées dans l'exemple 3, avecwc=15.FIG. 6 is an image taken in “STEM-HAADF” mode in the dark field of the core nanoparticles of K2CuFe (CN) 6-shell of S1O2, designated K2CuFe (CN) 6 @ SiO2, prepared in Example 3, with wc = 15 .

L'échelle portée sur cette figure représente 20 nm.The scale shown in this figure represents 20 nm.

La Figure 7 est une image prise en mode « STEM-HAADF » des nanoparticules cœur de K2CuFe(CN)6-coquille de S1O2, désignées K2CuFe(CN)6@SiO2, préparées dans l'exemple 4, avecwc=7,5.Figure 7 is an image taken in “STEM-HAADF” mode of the core nanoparticles of K2CuFe (CN) 6-shell of S1O2, designated K2CuFe (CN) 6 @ SiO2, prepared in Example 4, with wc = 7.5.

L'échelle portée sur cette figure représente 10 nm.The scale shown in this figure represents 10 nm.

La Figure 8 montre le spectre « EELS » de la particule brillante de l'image de la Figure 7.Figure 8 shows the "EELS" spectrum of the bright particle in the image of Figure 7.

En abscisse est portée la perte d'énergie (« Energy Loss ») en eV, et en ordonnée est porté le nombre de coups (« Counts »).On the abscissa is the energy loss ("Energy Loss") in eV, and on the ordinate is the number of strokes ("Counts").

La Figure 9 est un diffractogramme des Rayons X sur poudre (DRX) des nanoparticules cœur en ferrocyanure de cuivre et coquille de silice K2CuFe(CN)6@SiO2 préparées dans l'exemple 4 avec wc=7,5 (Spectre A), et des nanoparticules de ferrocyanure de cuivre sans coquille de silice K2CuFe(CN)6 (spectre B).FIG. 9 is an X-ray powder diffractogram (DRX) of the nanoparticles made of copper ferrocyanide and silica shell K2CuFe (CN) 6 @ SiO2 prepared in Example 4 with wc = 7.5 (Spectrum A), and copper ferrocyanide nanoparticles without silica shell K2CuFe (CN) 6 (spectrum B).

En abscisse est porté 20 (en °).The abscissa is plotted 20 (in °).

La Figure 10 est un spectre infrarouge des nanoparticules cœur ferrocyanure de cuivre et coquille de silice K2CuFe(CN)6@SiO2 préparées dans l'exemple 4 avec wc=7,5 (Spectre A), et des nanoparticules de ferrocyanure de cuivre sans coquille de silice K2CuFe(CN)6(spectre B).Figure 10 is an infrared spectrum of the nanoparticles copper ferrocyanide core and silica shell K2CuFe (CN) 6 @ SiO2 prepared in Example 4 with wc = 7.5 (Spectrum A), and nanoparticles of copper ferrocyanide without shell silica K2CuFe (CN) 6 (spectrum B).

En abscisse est porté le nombre d'ondes (en cm-1).The number of waves (in cm -1 ) is plotted on the abscissa.

La Figure 11 est une image prise en microscopie électronique à transmission MET (« Transmission Electron Microscopy », « TEM » en anglais) en champ clair des nanoparticules cœur-coquille, K2CuFe(CN)6@SiO2, préparées dans l'exemple 4, avec wc=7,5.FIG. 11 is an image taken in electronic transmission electron microscopy (“Transmission Electron Microscopy”, “TEM” in English) of the core-shell nanoparticles, K2CuFe (CN) 6 @ SiO2, prepared in Example 4, with wc = 7.5.

L'échelle portée sur cette figure représente 200 nm.The scale shown in this figure represents 200 nm.

La Figure 12 est une image « HRTEM » en champ sombre en mode « STEM-HAADF » des nanoparticules cœur-coquille, K2CuFe(CN)6@SiO2, préparées dans l'exemple 4, avec wc=7,5.FIG. 12 is a “HRTEM” image in a dark field in “STEM-HAADF” mode of the core-shell nanoparticles, K2CuFe (CN) 6 @ SiO2, prepared in Example 4, with wc = 7.5.

L'échelle portée sur cette figure représente 10 nm.The scale shown in this figure represents 10 nm.

La Figure 13 est le spectre EDX des nanoparticules cœur-coquille K2CuFe(CN)6@SiO2 préparées dans l'exemple 4, avant sorption du Cs.Figure 13 is the EDX spectrum of core-shell nanoparticles K2CuFe (CN) 6 @ SiO2 prepared in Example 4, before sorption of Cs.

La Figure 14 est le spectre EDX des nanoparticules cœur-coquille K2CuFe(CN)6@SiO2 préparées dans l'exemple 4, après sorption du Cs (voir exemple 6).Figure 14 is the EDX spectrum of the core-shell nanoparticles K2CuFe (CN) 6 @ SiO2 prepared in Example 4, after sorption of Cs (see Example 6).

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERSDETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS

L'invention va maintenant être décrite en référence aux exemples suivants donnés à titre illustratif et non limitatif.The invention will now be described with reference to the following examples given by way of illustration and not limitation.

Dans les exemples qui suivent, on utilise le protocole de préparation suivant qui comprend 7 étapes, pour préparer les nanoparticules cœur-coquille selon l'invention dans les exemples 3 et 4.In the examples which follow, the following preparation protocol, which comprises 7 steps, is used to prepare the core-shell nanoparticles according to the invention in Examples 3 and 4.

On prépare également, dans l'exemple 1 qui suit, des nanoparticules « cœur » en silice, c'est-à-dire qui comportent uniquement un cœur comprenant de la silice et qui ne comportent pas de coquille.Also prepared, in Example 1 which follows, nanoparticles "core" in silica, that is to say which comprise only a core comprising silica and which do not comprise a shell.

On prépare, en outre, dans l'exemple 2 qui suit, des nanoparticules de silice avec des particules d'oxydes de cuivre en leur centre. Il s'agit donc de nanoparticules cœur coquille, avec un cœur constitué d'oxyde de cuivre et une coquille de silice. Protocole de préparation.In addition, in Example 2 which follows, nanoparticles of silica are prepared with copper oxide particles at their center. They are therefore shell core nanoparticles, with a core consisting of copper oxide and a silica shell. Preparation protocol.

Ce protocole de préparation est basé sur les publications S. Vaucher et al. [3], et de J. Eastoe et al. [2], Le document de Eastoe décrit simplement la modification de ΓΑΟΤ avec l'échange se produisant entre le Na initial et le métal de transition d'intérêt.This preparation protocol is based on the publications by S. Vaucher et al. [3], and of J. Eastoe et al. [2], The Eastoe document simply describes the modification of ΓΑΟΤ with the exchange occurring between the initial Na and the transition metal of interest.

Le document de Vaucher, quant à lui, décrit simplement la synthèse de nanoparticules de ferrocyanure de cobalt sans coquille, notamment sans coquille de silice.Vaucher's document, for its part, simply describes the synthesis of nanoparticles of cobalt ferrocyanide without a shell, in particular without a silica shell.

1. Préparation du tensioactif modifié à base d'AOT (dioctyl sulfosuccinate de sodium, « dioctylsulfosuccinate sodium sait » commercialisé par Sigma-Aldrich®).1. Preparation of the modified surfactant based on AOT (sodium dioctyl sulfosuccinate, “dioctylsulfosuccinate sodium knows” sold by Sigma-Aldrich®).

Un volume donné d'AOT à 1 mol/L dans l'éthanol absolu est mélangé avec une solution saturée en nitrate de métal M2+(NO3h. (Dans les exemples 2, 3 et 4 qui suivent, M est Cu). L'ajout d'éther diéthylique provoque la séparation en deux phases du mélange. La phase aqueuse est éliminée et la phase organique est lavée plusieurs fois à l'eau jusqu'à l'élimination complète des nitrates.A given volume of AOT at 1 mol / L in absolute ethanol is mixed with a saturated solution of metal nitrate M 2+ (NO3h. (In Examples 2, 3 and 4 which follow, M is Cu). addition of diethyl ether separates the mixture into two phases, the aqueous phase is eliminated and the organic phase is washed several times with water until the nitrates are completely eliminated.

Le solvant de la phase organique contenant le tensioactif modifié est évaporé pour donner une pâte, puis la pâte est séchée à 35°C sous vide pendant 48h.The solvent of the organic phase containing the modified surfactant is evaporated to give a paste, then the paste is dried at 35 ° C under vacuum for 48 hours.

Le tensioactif AOT non modifié est dénommé Na(AOT) tandis que le tensioactif AOT modifié par du cuivre est dénommé Cu(AOT)2.The unmodified AOT surfactant is called Na (AOT) while the copper-modified AOT surfactant is called Cu (AOT) 2.

• Les nanoparticules de type cœur-coquille sont préparées à l'aide de deux microémulsions, appelées respectivement microémulsions A et B.• Heart-shell type nanoparticles are prepared using two microemulsions, called microemulsions A and B respectively.

2. Préparation de la microémulsion A.2. Preparation of microemulsion A.

La microémulsion A est préparée, sous agitation ultrasonique, à partir d'AOT non modifié à une concentration de O,1M dans l'isooctane, et d'eau (Exemple 1, Fig. 1) ou d'une solution aqueuse de K4Fe(CN)6 à une concentration [K4Fe(CN)e] = x M, avec x compris entre 0,005 M et 0.5 M, et idéalement pris à 0,05 M. Le volume de solution de K4Fe(CN)6 est adapté suivant wa = [H2O]/[AOT], wa peut être compris entre 5 et 30, et est idéalement choisi tel que wa= 10.Microemulsion A is prepared, with ultrasonic stirring, from unmodified AOT at a concentration of 0.1 M in isooctane, and water (Example 1, Fig. 1) or an aqueous solution of K4Fe ( CN) 6 at a concentration [K4Fe (CN) e] = x M, with x between 0.005 M and 0.5 M, and ideally taken at 0.05 M. The volume of K4Fe (CN) 6 solution is adapted according to wa = [H 2 O] / [AOT], wa can be between 5 and 30, and is ideally chosen such that wa = 10.

3. Préparation de la microémulsion B.3. Preparation of microemulsion B.

La microémulsion B est réalisée, sous ultrasons, à partir du tensioactif modifié (préparé dans l'étape 1) à une concentration de 0,044 mol/L dans l'isooctane et à partir de différentes quantités d'eau, wb. wb est compris entre 2,5 et 15, idéalement wb est choisi égal à 5.Microemulsion B is produced, under ultrasound, from the modified surfactant (prepared in step 1) at a concentration of 0.044 mol / L in isooctane and from different quantities of water, wb. wb is between 2.5 and 15, ideally wb is chosen equal to 5.

4. Préparation d'une microémulsion C.4. Preparation of a microemulsion C.

Les microémulsions A (wa) et B (wb=wa/2) sont mélangées sous ultrasons en préservant le rapport molaire (M2+ : Fe) = (4 :3), pour donner ainsi une microémulsion C contenant les nanoparticules de ferrocyanures de métal de transition (Cu dans les exemples, sauf dans l'exemple 1). Le rapport wcest ici généralement égal à 7,5.Microemulsions A (wa) and B (wb = wa / 2) are mixed under ultrasound while preserving the molar ratio (M 2+ : Fe) = (4: 3), thus giving a microemulsion C containing the ferrocyanide nanoparticles of transition metal (Cu in the examples, except in Example 1). The wc ratio here is generally equal to 7.5.

Dans l'exemple 2, il n'y a pas de ferrocyanure de métal de transition.In Example 2, there is no transition metal ferrocyanide.

Le mode opératoire de cette étape est suivi intégralement dans les exemples 3 et 4.The procedure for this step is followed in full in Examples 3 and 4.

5. Préparation d'une microémulsion D.5. Preparation of a microemulsion D.

On ajoute un volume donné de NH4OH (25%) dilué 10 fois, généralement 10% du volume total d'eau de la microémulsion C pour obtenir une microémulsion D.A given volume of NH4OH (25%) diluted 10 times is added, generally 10% of the total volume of water of microemulsion C to obtain a microemulsion D.

6. Préparation d'une microémulsion E.6. Preparation of a microemulsion E.

On ajoute à la microémulsion D, un volume donné de tetraéthylorthosilicate (TEOS), précurseur de silice, suivant le rapport molaire h=nH2o/nTEos, compris entre 4,3 et 60, idéalement h=4,3. On obtient ainsi une microémulsion.Is added to microemulsion D, a given volume of tetraethylorthosilicate (TEOS), silica precursor, according to the molar ratio h = nH2o / nTEos, between 4.3 and 60, ideally h = 4.3. A microemulsion is thus obtained.

On laisse réagir pendant 48h sous agitation cette dernière microémulsion (microémulsion E).This last microemulsion (microemulsion E) is left to react for 48 hours with stirring.

7. Le lavage des particules est effectué en ajoutant un ou plusieurs solvant(s) organique(s) à la microémulsion E, tels que l'éthanol, l'acétone, le DMSO, le diéthyléther, etc. L'ensemble est alors centrifugé à 14800 rpm (tpm) pendant 10 min et le surnageant est éliminé. Les nanoparticules ainsi récupérées sont alors lavées trois fois à l'éthanol absolu en répétant les cycles de centrifugation-élimination du surnageant.7. Washing of the particles is carried out by adding one or more organic solvent (s) to microemulsion E, such as ethanol, acetone, DMSO, diethyl ether, etc. The whole is then centrifuged at 14,800 rpm (rpm) for 10 min and the supernatant is removed. The nanoparticles thus recovered are then washed three times with absolute ethanol by repeating the centrifugation-elimination cycles of the supernatant.

Ce protocole permet de préparer des nanoparticules cœur-coquille selon l'invention avec un cœur de ferrocyanure de métal de transition et une coquille de silice poreuse.This protocol makes it possible to prepare core-shell nanoparticles according to the invention with a core of transition metal ferrocyanide and a shell of porous silica.

Exemple 1.Example 1.

Dans cet exemple, on prépare des nanoparticules « cœur » en silice, c'està-dire qui comportent uniquement un cœur constitué par de la silice, et qui ne comportent pas de coquille.In this example, nanoparticles "core" in silica are prepared, that is to say which comprise only a core constituted by silica, and which do not comprise a shell.

Ces nanoparticules sont synthétisées à partir d'une seule microémulsion A telle que préparée dans l'étape 2 du protocole mais comprenant seulement le tensioactif AOT non modifié (aussi appelé Na(AOT)).These nanoparticles are synthesized from a single microemulsion A as prepared in step 2 of the protocol but comprising only the unmodified AOT surfactant (also called Na (AOT)).

Cette microémulsion contient de ΙΆ0Τ non modifié à une concentration de 0,1 M dans de l'isooctane et la quantité d'eau ajoutée (que de l'eau, sans K4Fe(CN)e) wa est égale à 20.This microemulsion contains unmodified ΙΆ0Τ at a concentration of 0.1 M in isooctane and the amount of water added (only water, without K4Fe (CN) e) wa is equal to 20.

On réalise ensuite les étapes 5 à 7 du protocole avec le passage à un pH basique puis l'addition du précurseur de silice, la microémulsion A précédemment préparée jouant le rôle de la microémulsion (C).Steps 5 to 7 of the protocol are then carried out with the transition to a basic pH and then the addition of the silica precursor, the microemulsion A previously prepared playing the role of the microemulsion (C).

Finalement, on peut considérer que dans cet exemple, on réalise les étapes 2, 5, 6, 7 du protocole exposé plus haut.Finally, we can consider that in this example, steps 2, 5, 6, 7 of the protocol described above are carried out.

La Figure 1 montre les nanoparticules de silice obtenues dans cet exemple. Les nanoparticules mesurent 18,6 nm et semblent assez homogènes en taille, sans particules plus sombres à l'intérieur. Les nanoparticules sont probablement poreuses.Figure 1 shows the silica nanoparticles obtained in this example. The nanoparticles measure 18.6 nm and seem fairly homogeneous in size, with no darker particles inside. The nanoparticles are probably porous.

Exemple 2.Example 2.

Dans cet exemple, on prépare des nanoparticules « cœur » en oxyde de cuivre et coquille en silice.In this example, nanoparticles of "core" made of copper oxide and shell of silica are prepared.

Ces nanoparticules sont synthétisées à partir d'une microémulsion A telle que préparée dans l'étape 2 du protocole, mais comprenant seulement de l'eau pure et de ΙΆ0Τ non modifié à wa=20.These nanoparticles are synthesized from a microemulsion A as prepared in step 2 of the protocol, but comprising only pure water and unmodified ΙΆ0Τ at wa = 20.

Autrement dit, dans l'émulsion A, on n'ajoute pas la solution de K4Fe(CN)6 mais seulement de l'eau.In other words, in emulsion A, the solution of K4Fe (CN) 6 is not added but only water.

Une microémulsion B est également préparée contenant de ΓΑΟΤ modifié (préparé comme dans l'étape 1 du protocole) à une concentration de 0,044 mol/L dans de l'isooctane et la quantité d'eau ajoutée wb est égale à 10.A microemulsion B is also prepared containing modified ΓΑΟΤ (prepared as in step 1 of the protocol) at a concentration of 0.044 mol / L in isooctane and the amount of water added wb is equal to 10.

On réalise ensuite l'étape 4 du protocole en mélangeant les microémulsions A et B pour former la microémulsion C avec wc=15. On réalise ensuite les étapes 5 à 7 du protocole, avec la microémulsion (C).Step 4 of the protocol is then carried out by mixing microemulsions A and B to form microemulsion C with wc = 15. Steps 5 to 7 of the protocol are then carried out, with the microemulsion (C).

Autrement dit, dans cet exemple 2, on suit l'ensemble du protocole avec le tensioactif non modifié (microémulsion A) et modifié (microémulsion B). La seule différence provient du fait que l'on n'ajoute pas la solution de K4Fe(CN)6 à la microémulsion A mais juste de l'eau. Ensuite, on mélange la microémulsion A avec la microémulsion B (Cu(AOT)2 + eau) pour former la microémulsion C. Puis le protocole se poursuit.In other words, in this example 2, the entire protocol is followed with the unmodified (microemulsion A) and modified (microemulsion B) surfactant. The only difference comes from the fact that the K4Fe (CN) 6 solution is not added to microemulsion A but just water. Then, microemulsion A is mixed with microemulsion B (Cu (AOT) 2 + water) to form microemulsion C. Then the protocol continues.

Les Figures 2 et 3 montrent les nanoparticules de silice obtenues dans cet exemple 2. Les nanoparticules ainsi obtenues mesurent 28,9 nm et présentent des tâches plus sombres en leur centre (en champ clair), ou plus brillantes, plus claires, en champ sombre de 2,4 nm.Figures 2 and 3 show the silica nanoparticles obtained in this example 2. The nanoparticles thus obtained measure 28.9 nm and have darker spots at their center (in bright field), or brighter, lighter, in dark field 2.4 nm.

Les Figures 4A et 4B montrent également les nanoparticules de silice obtenues dans cet exemple 2 qui comportent des particules d'oxyde de cuivre en leur centre.Figures 4A and 4B also show the silica nanoparticles obtained in this Example 2 which have copper oxide particles in their center.

On a pu mettre en évidence à l'aide de la spectroscopie EELS (voir Figures 5A et 5B) que les zones plus claires, plus brillantes que présentent les nanoparticules des Figures 3, 4A, et 4B sont des particules d'oxyde de cuivre dues au cuivre présent dans le tensioactif modifié.It has been possible to demonstrate with the aid of EELS spectroscopy (see FIGS. 5A and 5B) that the lighter, brighter zones exhibited by the nanoparticles of FIGS. 3, 4A, and 4B are particles of copper oxide due copper present in the modified surfactant.

En effet, le spectre représenté sur la Figure 5A montre la présence des transitions électroniques L2 (951 eV) et L3 (931 eV) caractéristiques du cuivre et le spectre représenté sur la Figure 5B met bien en évidence les transitions électroniques de la silice : L2,3 à 99 eV et Li à 149 eV.Indeed, the spectrum shown in Figure 5A shows the presence of the electronic transitions L2 (951 eV) and L 3 (931 eV) characteristic of copper and the spectrum shown in Figure 5B clearly highlights the electronic transitions of silica: L 2 , 3 at 99 eV and Li at 149 eV.

L'ensemble de ces éléments nous permet d'affirmer que les points brillants (Figure 3, et aussi Figures 4A et 4B) correspondent à de l'oxyde de cuivre et que la coquille tout autour de ces points est bien de la silice.All of these elements allow us to affirm that the bright points (Figure 3, and also Figures 4A and 4B) correspond to copper oxide and that the shell all around these points is indeed silica.

Donc, dans cet exemple on prépare bien des nanoparticules cœurcoquille.So, in this example, we are preparing many core-shell nanoparticles.

Exemple 3.Example 3.

Dans cet exemple, on prépare des nanoparticules cœur-coquille selon l'invention à cœur en K2CuFe(CN)6 et à coquille en silice qui sont désignées par K2CuFe(CN)6@SiO2.In this example, nanoparticles heart-shell is prepared according to the invention in heart K 2 CuFe (CN) 6 and shell silica, which are denoted by K 2 CuFe (CN) 6 @SiO 2.

Ces nanoparticules sont préparées en observant le protocole exposé plus haut avec wa=20, wb=10 et wc=15.These nanoparticles are prepared by observing the protocol described above with wa = 20, wb = 10 and wc = 15.

La Figure 6 montre les nanoparticules cœur-coquille à cœur de ferrocyanure de cuivre et à coquille de silice obtenues dans cet exemple.Figure 6 shows the core-shell nanoparticles with a copper ferrocyanide core and a silica shell obtained in this example.

Ces nanoparticules présentent le même type de points brillants mais en moins grand nombre que les nanoparticules « cœur » d'oxyde de cuivre et coquille de silice de l'exemple 2, présentées sur la Figure 3, la Figure 4A, et la Figure 4B.These nanoparticles have the same type of bright spots but in fewer numbers than the “core” nanoparticles of copper oxide and silica shell of example 2, presented in FIG. 3, FIG. 4A, and FIG. 4B.

Les tailles des nanoparticules sont homogènes, elles sont en effet de 22,9 nm +/- 3,2 nm.The sizes of the nanoparticles are homogeneous, they are indeed 22.9 nm +/- 3.2 nm.

Exemple 4.Example 4.

Dans cet exemple, on prépare des nanoparticules cœur-coquille selon l'invention à cœur en K2CuFe(CN)6 et à coquille en silice qui sont désignées par K2CuFe(CN)6@SiO2.In this example, core-shell nanoparticles according to the invention are prepared with a K2CuFe (CN) 6 core and a silica shell which are designated by K 2 CuFe (CN) 6 @SiO 2 .

Ces nanoparticules sont préparées en observant le protocole exposé plus haut, mais avec wa égal à 10, wb égal à 5, et donc wc égal à 7,5.These nanoparticles are prepared by observing the protocol described above, but with wa equal to 10, wb equal to 5, and therefore wc equal to 7.5.

Si l'on observe l'aspect macroscopique des nanoparticules de ferrocyanure de cuivre obtenues à l'issue de l'étape 4 du protocole et des nanoparticules à structure cœur de ferrocyanure de cuivre-coquille de silice obtenues dans cet exemple, à la fin du protocole, on constate que les poudres de nanoparticules de ferrocyanure de cuivre sont de couleur pourpre et qu'après l'étape de croissance de la silice, ces poudres (de nanoparticules à structure cœur de ferrocyanure de cuivre-coquille de silice) deviennent rose pâle.If we observe the macroscopic appearance of the copper ferrocyanide nanoparticles obtained at the end of step 4 of the protocol and of the nanoparticles with a core structure of copper ferrocyanide-silica shell obtained in this example, at the end of the protocol, we see that the powders of copper ferrocyanide nanoparticles are purple in color and that after the silica growth stage, these powders (nanoparticles with a copper ferrocyanide core-silica shell structure) become pale pink .

La Figure 7 montre les nanoparticules cœur-coquille à cœur de ferrocyanure de cuivre et à coquille de silice obtenues dans cet exemple avec wc égal à 7,5.Figure 7 shows the core-shell nanoparticles with a copper ferrocyanide core and a silica shell obtained in this example with wc equal to 7.5.

Ces nanoparticules présentent le même type de point brillants mais en moins grand nombre que les nanoparticules « cœur » d'oxyde de cuivre et coquille de silice (exemple 2), présentées sur la Figure 3, la Figure 4A et la Figure 4B.These nanoparticles have the same type of bright spots but in fewer numbers than the “core” nanoparticles of copper oxide and silica shell (example 2), presented in FIG. 3, FIG. 4A and FIG. 4B.

Les tailles des nanoparticules sont de 15,1 nm +/- 3,4 nm.The sizes of the nanoparticles are 15.1 nm +/- 3.4 nm.

On a également réalisé un spectre EELS sur les nanoparticules préparées dans cet exemple et montrées sur la Figure 7. Ce spectre est représenté sur la Figure 8 où il apparaît que le cœur des nanoparticules contient du Fe grâce aux transitions électroniques L2 à 721 eV et L3 à 708 eV.An EELS spectrum was also produced on the nanoparticles prepared in this example and shown in Figure 7. This spectrum is represented in Figure 8 where it appears that the core of the nanoparticles contains Fe thanks to the electronic transitions L 2 to 721 eV and L3 at 708 eV.

Sur cette base, on peut dire que les points brillants de la Figure 7 correspondent vraisemblablement au cuivre qui est en excès par rapport au K4Fe(CN)6 (cf. protocole point 4) et que la présence de fer, attestée par le spectre EELS de la Figure 8 est un bon indice de la présence de K2CuFe(CN)6 au sein de la silice.On this basis, we can say that the bright points in Figure 7 probably correspond to copper which is in excess compared to K4Fe (CN) 6 (cf. protocol point 4) and that the presence of iron, attested by the EELS spectrum of Figure 8 is a good indication of the presence of K 2 CuFe (CN) 6 within the silica.

Les Figures 11 et 12 montrent également les nanoparticules cœurcoquille à cœur de ferrocyanure de cuivre et à coquille de silice obtenues dans cet exemple avec wc égal à 7,5.Figures 11 and 12 also show the core-shell nanoparticles with a copper ferrocyanide core and a silica shell obtained in this example with wc equal to 7.5.

Cet exemple montre que même en faisant varier la quantité d'eau dans le système (w passant de 15 dans l'exemple 3 à 7,5 dans cet exemple), on obtient toujours des nanoparticules cœur-coquille selon l'invention.This example shows that even by varying the amount of water in the system (w going from 15 in example 3 to 7.5 in this example), core-shell nanoparticles according to the invention are still obtained.

Cela est vérifié en effectuant différentes caractérisations par des techniques telles que la diffraction des rayons X (DRX) (Figure 9) et la spectroscopie infrarouge en mode ATR (« Attenuated Total Réflectance » en anglais) (Figure 10).This is verified by carrying out different characterizations using techniques such as X-ray diffraction (XRD) (Figure 9) and infrared spectroscopy in ATR mode (“Attenuated Total Reflectance” in English) (Figure 10).

Ces caractérisations sont effectuées sur les nanoparticules de ferrocyanure de cuivre obtenues à l'issue de l'étape 4 du protocole et sur les nanoparticules à structure cœur de ferrocyanure de cuivre-coquille de silice obtenues dans cet exemple, à la fin du protocole.These characterizations are carried out on the copper ferrocyanide nanoparticles obtained at the end of step 4 of the protocol and on the nanoparticles with a core structure of copper ferrocyanide-silica shell obtained in this example, at the end of the protocol.

Ces caractérisations permettent d'affirmer que l'on a bien synthétisé les nanoparticules de ferrocyanure de cuivre, comme l'attestent les différents pics de diffraction (voir indexation sur le diffractogramme à l'aide du pattern 01-075-0023 : cela correspond à un diffractogramme issu de la littérature nous permettant d'identifier les pics de Bragg).These characterizations make it possible to confirm that the copper ferrocyanide nanoparticles have been well synthesized, as attested by the different diffraction peaks (see indexing on the diffractogram using the pattern 01-075-0023: this corresponds to a diffractogram from the literature allowing us to identify the Bragg peaks).

Plus précisément, le diffractogramme de référence a été calculé à partir de la base de données ICSD en utilisant le logiciel POWD-12++ (1997), et de la publication de Rigamonti R., Gazz. Chim. Ital., volume 67, p. 137 (1937), ainsi que la vibration d'élongation (vcïn) dans le spectre infrarouge qui est présente à 2100 cm-1.More precisely, the reference diffractogram was calculated from the ICSD database using the software POWD-12 ++ (1997), and from the publication by Rigamonti R., Gazz. Chim. Ital., Volume 67, p. 137 (1937), as well as the vibration of elongation (vcïn) in the infrared spectrum which is present at 2100 cm -1 .

Précisons que ICSD désigne la base de données Inorganic Cristal Structure Database du FIZ, Karlsruhe, Allemagne.Note that ICSD designates the Inorganic Cristal Structure Database of the FIZ, Karlsruhe, Germany.

Précisons en outre que POWD-12++ est un logiciel pour l'analyse de la diffraction des rayons X.Note also that POWD-12 ++ is software for the analysis of X-ray diffraction.

Ainsi, il s'agit d'un diffractogramme calculé à l'aide du logiciel et disponible dans la base de donnée ICSD.Thus, it is a diffractogram calculated using the software and available in the ICSD database.

De plus, lorsque l'on étudie les nanoparticules cœur-coquille, qui contiennent donc de la silice, on constate la présence de la bosse de silice amorphe pour 20=25° en DRX ainsi que des bandes caractéristiques en infrarouge.In addition, when we study the core-shell nanoparticles, which therefore contain silica, we note the presence of the amorphous silica bump for 20 = 25 ° in XRD as well as characteristic bands in infrared.

Les bandes de vibrations sont toutes indiquées dans le Tableau I ci5 dessous.The vibration bands are all shown in Table I below.

A noter que pour le spectre infrarouge des nanoparticules de ferrocyanure de cuivre seules, de nombreuses bandes sont visibles sans doute dues aux résidus de tensioactif (AOT). L'ensemble de ces éléments, caractérisations, observations et analyses permet de conclure que les nanoparticules cœur en ferrocyanure de cuivre10 coquille en silice selon l'invention ont bien été préparées avec succès.Note that for the infrared spectrum of copper ferrocyanide nanoparticles alone, many bands are visible, no doubt due to the surfactant residues (AOT). All of these elements, characterizations, observations and analyzes allow us to conclude that the core nanoparticles of copper ferrocyanide and silica shell according to the invention have indeed been successfully prepared.

Nombre d'onde (cm4)Wave number (cm 4 ) Attributions Attributions Si Yes ice ice 450 450 50-Si-0 50-Si-0 590 590 vSi-O, SiO2 défautsvSi-O, SiO 2 faults 790 790 VsSi-O, Si-O-Si (symétrique) VsSi-O, Si-O-Si (symmetrical) 955 955 v Si-O, Si-OH v Si-O, Si-OH 1060 1060 Vas Si-O-Si (antisymétrique) Vas Si-O-Si (asymmetric) 3660 3660 vSÎO-H vSÎO-H ABP ABP 2100 2100 vCeN vCeN Organiques Organic 2900-2980 2900-2980 vCH vCH 1380-1400 1380-1400 6CH2 et CH3 6CH 2 and CH 3 Eau Water 1600 1600 δΗ-Ο-H eau liée δΗ-Ο-H bound water 3060-3580 3060-3580 vO-H vO-H

Tableau I.Table I.

Bandes caractéristiques susceptibles d'apparaître dans les spectres infrarouges relatifs aux différentes nanoparticules NPs synthétisées dans les exemples, notamment des nanoparticules selon l'invention, préparées dans l'exemple 4, et aussi des particules de ferrocyanure seul et des particules de silice seule (v : élongation, δ : déformation).Characteristic bands liable to appear in the infrared spectra relating to the various nanoparticles NPs synthesized in the examples, in particular nanoparticles according to the invention, prepared in example 4, and also particles of ferrocyanide alone and particles of silica alone (v : elongation, δ: deformation).

Ainsi, sur la Figure 10, sur le spectre B, correspondant au ferrocyanure seul, on note la présence d'ABP et d'organiques.Thus, in FIG. 10, on spectrum B, corresponding to ferrocyanide alone, the presence of ABP and of organics is noted.

Sur la Figure 10, sur le spectre A, correspondant aux nanoparticules NPs cœur-coquille selon l'invention, on note la présence à la fois de silice, d'ABP et d'organiques.In FIG. 10, on spectrum A, corresponding to the core-shell nanoparticles NPs according to the invention, the presence of both silica, ABP and organics is noted.

Finalement, sur les spectres des nanoparticules des exemples 1 et 2, on trouvera les bandes correspondant à la silice et à des organiques, tandis que sur les spectres des nanoparticules des exemples 3 et 4, on trouvera à la fois les bandes correspondant à ΙΆΒΡ, à la silice et à des organiques.Finally, on the spectra of the nanoparticles of Examples 1 and 2, we will find the bands corresponding to silica and of organics, while on the spectra of the nanoparticles of Examples 3 and 4, we will find both the bands corresponding to ΙΆΒΡ, with silica and organic.

Afin d'affiner la composition des nanoparticules cœur-coquille, des analyses MEB-EDX ont été réalisées sur les nanoparticules à structure cœur-coquille préparées dans l'exemple 3 avec wc = 15.In order to refine the composition of the core-shell nanoparticles, SEM-EDX analyzes were carried out on the core-shell nanoparticles prepared in Example 3 with wc = 15.

Les spectres EDX, présentés sur les Figures 13 et 14, montrent la présence des bons éléments, Cu, Fe, K, C, N, Si et O dans les proportions attendues pour ce type de nanoparticules de ferrocyanures de cuivre (voir Tableau III plus bas).The EDX spectra, presented in Figures 13 and 14, show the presence of the right elements, Cu, Fe, K, C, N, Si and O in the proportions expected for this type of copper ferrocyanide nanoparticles (see Table III more low).

A partir de ces résultats, on a pu déterminer la formule du ferrocyanure de cuivre synthétisé (exemple 3, wc = 15) est K i.6Cui.2Fe(CN)6, et on a pu s'apercevoir que l'on avait un mélange de deux types de ferrocyanures de cuivre cubiques, KzCuFe(CN)6 et Cu2Fe(CN)6 dans des proportions 80/20.From these results, we were able to determine the formula of the synthesized copper ferrocyanide (example 3, wc = 15) is K i.6Cui.2Fe (CN) 6, and we could notice that we had a mixture of two types of cubic copper ferrocyanides, KzCuFe (CN) 6 and Cu2Fe (CN) 6 in 80/20 proportions.

Ces mesures ont également permis d'estimer les proportions de ferrocyanures de métal de transition et de silice dans les nanoparticules selon l'invention tout en gardant à l'esprit que ces valeurs peuvent être faussées par des effets de matrice intrinsèques à la mesure et aux nanoparticules. Ainsi, les nanoparticules CuABP@SiO2 sont constituées de 12% de CuABP et de 88% de silice (Tableau IV).These measurements also made it possible to estimate the proportions of transition metal ferrocyanides and of silica in the nanoparticles according to the invention while keeping in mind that these values can be distorted by matrix effects intrinsic to the measurement and nanoparticles. Thus, the CuABP @ SiO2 nanoparticles consist of 12% CuABP and 88% silica (Table IV).

Exemple 5.Example 5.

Dans cet exemple, afin de prouver l'efficacité des nanoparticules de type cœur-coquille vis-à-vis de la décontamination d'effluents aqueux contaminés avec du Cs radioactif, des essais, tests, de sorption du Cs ont été effectués.In this example, in order to prove the effectiveness of core-shell nanoparticles with respect to the decontamination of aqueous effluents contaminated with radioactive Cs, tests, tests, sorption of Cs were carried out.

Ces tests sont réalisés avec 5 mg de nanoparticules, et 10 mL d'une solution aqueuse contenant les ions Cs+ et Na+ avec une concentration en césium : [Cs]=0,077 mmol/L, et une concentration en sodium : [Na]=0,751 mmol/L.These tests are carried out with 5 mg of nanoparticles, and 10 mL of an aqueous solution containing the Cs + and Na + ions with a cesium concentration: [Cs] = 0.077 mmol / L, and a sodium concentration: [Na] = 0.751 mmol / L.

Les nanoparticules sont mises en contact avec la solution aqueuse pendant une durée totale de 48 heures.The nanoparticles are brought into contact with the aqueous solution for a total of 48 hours.

Les concentrations des ions Na-ι-, K+, et CS+ sont dosées (si la mesure s'applique) par chromatographie ionique dans la solution initiale ou solution mère et dans la solution mise en contact avec les nanoparticules, après une durée de contact de 24 heures et une durée de contact de 48 heures.The concentrations of the Na-ι-, K +, and CS + ions are determined (if the measurement applies) by ion chromatography in the initial solution or stock solution and in the solution brought into contact with the nanoparticles, after a contact time of 24 hours and a contact time of 48 hours.

Différents types de nanoparticules ont pu être testés, à savoir :Different types of nanoparticles could be tested, namely:

des nanoparticules cœur-coquille selon l'invention comprenant un cœur à base de ferrocyanure de cuivre et une coquille en silice (il s'agit des nanoparticules de l'exemple 3, avec wc = 15). Ces nanoparticules sont désignées CuABP@SiO2. Les nanoparticules mises en contact pendant 24 heures sont désignées CuABP@SiO2-24h, et les nanoparticules mises en contact pendant 48 heures sont désignées CuABP@SiO2-48h.core-shell nanoparticles according to the invention comprising a core based on copper ferrocyanide and a silica shell (these are the nanoparticles of Example 3, with wc = 15). These nanoparticles are designated CuABP @ SiO2. Nanoparticles contacted for 24 hours are designated CuABP @ SiO2-24h, and nanoparticles contacted for 48 hours are designated CuABP @ SiO2-48h.

des nanoparticules « cœur » en oxyde de cuivre et coquille de silice SiO2 (il s'agit des nanoparticules cœur en oxyde de cuivre et coquille de silice de l'exemple 2 et non des nanoparticules de l'exemple 1), comme référence. Les nanoparticules mises en contact pendant 24 heures sont désignées SiO2-24h, et les nanoparticules mises en contact pendant 48 heures sont désignées SiO2-48h.“core” nanoparticles of copper oxide and silica shell SiO2 (these are core nanoparticles of copper oxide and silica shell of example 2 and not nanoparticles of example 1), as a reference. The nanoparticles contacted for 24 hours are designated SiO2-24h, and the nanoparticles contacted for 48 hours are designated SiO2-48h.

Les résultats des dosages des ions Na-ι-, K+, et CS+ sont regroupés dans le Tableau II cidessous.The results of the assays of the Na-ι-, K +, and CS + ions are collated in Table II below.

Echantillons Samples Na (mmol/L) Na (mmol / L) K (mmol/L) K (mmol / L) Cs (mmol/L) Cs (mmol / L) Solution mère Stock solution 0,751 ±0,001 0.751 ± 0.001 n.a. n / A. 0,077 ± 0,001 0.077 ± 0.001 CuABP@SiO2-24hCuABP @ SiO 2 -24h 0,994 ± 0,003 0.994 ± 0.003 0,124 ± 0,001 0.124 ± 0.001 n.a. n / A. CuABP@SiO2-48hCuABP @ SiO 2 -48h 1,004 ± 0,001 1.004 ± 0.001 0,130 ± 0,001 0.130 ± 0.001 n.a. n / A. SiO2-24hSiO 2 -24h 0,778 ± 0,001 0.778 ± 0.001 n.a. n / A. 0,075 ± 0,001 0.075 ± 0.001 SiO2-48hSiO 2 -48h 0,777 ± 0,003 0.777 ± 0.003 n.a. n / A. 0,076 ± 0,001 0.076 ± 0.001

Tableau II.Table II.

Dosage des ions en solution (Na+, K+ et Cs+) par chromatographie ionique au cours de la mise en contact des nanoparticules avec une solution contenant les ions Cs+ et Na+.Determination of ions in solution (Na + , K + and Cs + ) by ion chromatography during the contacting of the nanoparticles with a solution containing the ions Cs + and Na + .

Ces résultats montrent que les nanoparticules cœur-coquille à base de ferrocyanure de cuivre selon l'invention, captent totalement le Cs contenu dans la solution de départ en l'échangeant avec le potassium déjà présent dans la structure, et ce dès 24h de mise en contact.These results show that the core-shell nanoparticles based on copper ferrocyanide according to the invention completely capture the Cs contained in the starting solution by exchanging it with the potassium already present in the structure, and this after 24 hours of setting up. contact.

On peut alors calculer Q, la masse de Cs adsorbée (en mg) par g de nanoparticules cœur-coquille. On trouve que Qci qui est la valeur de Q déterminée par chromatographie ionique est égal à 20,5 mg/g de nanoparticules.We can then calculate Q, the mass of Cs adsorbed (in mg) per g of core-shell nanoparticles. It is found that Qci which is the value of Q determined by ion chromatography is equal to 20.5 mg / g of nanoparticles.

On note également l'augmentation de la quantité de sodium dans la solution en contact avec les nanoparticules par rapport à la solution mère, initiale. Ce sodium provient probablement de ΙΆ0Τ non modifié pris au piège dans les nanoparticules et qui passe dans la solution en présence d'eau.We also note the increase in the amount of sodium in the solution in contact with the nanoparticles compared to the initial stock solution. This sodium probably comes from unmodified ΙΆ0Τ trapped in the nanoparticles and which passes into the solution in the presence of water.

Ainsi plusieurs phénomènes interviennent lors de la mise en contact des nanoparticules avec la solution, en effet il se produit un passage du sodium dans la solution par lixiviation, mais aussi un passage du potassium dans la solution par échange ionique avec le césium.Thus, several phenomena occur when the nanoparticles are brought into contact with the solution, in fact there is a passage of sodium into the solution by leaching, but also a passage of potassium into the solution by ion exchange with cesium.

Ces échanges ne seraient pas possibles sans une structure poreuse, ce qui permet donc d'affirmer que les nanoparticules cœur-coquille selon l'invention sont poreuses, ou plus exactement que la coquille des nanoparticules selon l'invention est poreuse.These exchanges would not be possible without a porous structure, which therefore makes it possible to affirm that the core-shell nanoparticles according to the invention are porous, or more exactly that the shell of the nanoparticles according to the invention is porous.

Afin de vérifier si les sorptions sont bien dues aux ferrocyanures de métal de transition, des tests de sorption sont réalisés, comme on l'a déjà mentionné plus haut avec des nanoparticules cœur en oxyde de cuivre et coquille de silice S1O2 (il s'agit des nanoparticules cœur en oxyde de cuivre et coquille de silice de l'exemple 2 et non des nanoparticules de l'exemple 1).In order to check whether the sorptions are due to the transition metal ferrocyanides, sorption tests are carried out, as already mentioned above with nanoparticles made of copper oxide core and silica shell S1O2 (these are nanoparticles made of copper oxide and silica shell of example 2 and not nanoparticles of example 1).

Les résultats des dosages des ions Na-ι-, K+, et CS+ sont également donnés dans le Tableau II ci-dessus.The results of the assays of the Na-ι-, K +, and CS + ions are also given in Table II above.

Dans ce cas, après 24 et 48 h de mise en contact des nanoparticules cœur en oxyde de cuivre et coquille de silice avec la solution contenant du Cs, on ne constate pas de diminution de la quantité de Cs, preuve que la silice n'absorbe pas cet élément d'intérêt.In this case, after 24 and 48 hours of bringing the nanoparticles of copper oxide core and silica shell into contact with the solution containing Cs, there is no decrease in the amount of Cs, proof that the silica does not absorb not this item of interest.

Les différences entre les deux mesures faites respectivement à 24h et 48h peuvent être dues à la méthode de dosage (il s'agit de fluctuations dues à la mesure en elle-même), ou à l'évaporation de la solution, qui est certes faible, mais qui, néanmoins, existe.The differences between the two measurements made at 24h and 48h respectively may be due to the dosing method (these are fluctuations due to the measurement itself), or to the evaporation of the solution, which is certainly weak , but which nevertheless exists.

Ces tests ont donc permis de mettre en évidence l'efficacité des nanoparticules selon l'invention pour la décontamination en Cs d'une solution.These tests therefore made it possible to demonstrate the effectiveness of the nanoparticles according to the invention for the decontamination in Cs of a solution.

Exemple 6.Example 6.

Dans cet exemple, on analyse les nanoparticules cœur-coquille (nanoparticules synthétisées dans l'exemple 3, wc=15) par Spectrométrie par Energie Dispersive des rayons X (« Energy dispersive X-ray spectrometry » ou « EDX » en anglais) avant et après sorption du Cs.In this example, the core-shell nanoparticles (nanoparticles synthesized in Example 3, wc = 15) are analyzed by Dispersive X-ray Energy Spectrometry (“Energy dispersive X-ray spectrometry” or “EDX” in English) before and after sorption of Cs.

Les spectres EDX des nanoparticules cœur coquille selon l'invention, avec un cœur en KzCuFe(CN)6 et une coquille en S1O2, avant et après sorption du Cs sont donnés sur les Figures 13 et 14. Les nanoparticules avant sorption du césium sont désignées par K2CuFe(CN)6@SiO2 ou CuABP@SiO2, et les nanoparticules après sorption du césium sont désignées par K2CuFe(CN)6@SiO2 + Cs ou CuABP@SiO2 + Cs.The EDX spectra of the shell core nanoparticles according to the invention, with a KzCuFe (CN) 6 core and a shell in S1O2, before and after sorption of Cs are given in FIGS. 13 and 14. The nanoparticles before sorption of cesium are designated by K2CuFe (CN) 6 @ SiO2 or CuABP @ SiO2, and the nanoparticles after sorption of cesium are designated by K2CuFe (CN) 6 @ SiO2 + Cs or CuABP @ SiO2 + Cs.

Le tableau III ci-dessous donne le pourcentage atomique, obtenu par analyse EDX des éléments Si, K, Fe, Cu, et Cs dans les nanoparticules avant sorption CuABP@SiO2, et après sorption CuABP@SiO2 + Cs, pour les nanoparticules préparées dans l'exemple 3.Table III below gives the atomic percentage, obtained by EDX analysis of the elements Si, K, Fe, Cu, and Cs in the nanoparticles before sorption CuABP @ SiO2, and after sorption CuABP @ SiO2 + Cs, for the nanoparticles prepared in Example 3.

CuABP@SiO2 CuABP @ SiO2 CuABP@SiO2 + Cs CuABP @ SiO2 + Cs Elément Element Atom. [%] Atom. [%] Atom. [%] Atom. [%] Si Yes 40.6 40.6 38.2 38.2 K K 1.6 1.6 0.4 0.4 Fe Fe 1 1 1 1 Cu Cu 1.2 1.2 1.1 1.1 Cs Cs 0 0 0.7 0.7

Tableau III.Table III.

Pourcentage atomique des éléments Si, K, Fe, Cu, Cs, pour les nanoparticules préparées 5 dans l'exemple 3 (avant et après mise en contact avec une solution de Cs).Atomic percentage of the elements Si, K, Fe, Cu, Cs, for the nanoparticles prepared in Example 3 (before and after contacting with a solution of Cs).

Le tableau IV ci-dessous donne le pourcentage atomique des éléments CuHCF, SiO2, et Cs obtenu par analyse EDX dans les nanoparticules avant sorption CuABP@SiO2, et après sorption CuABP@SiO2 + Cs, pour les nanoparticules préparées dans 10 l'exemple 3.Table IV below gives the atomic percentage of the elements CuHCF, SiO2, and Cs obtained by EDX analysis in the nanoparticles before sorption CuABP @ SiO2, and after sorption CuABP @ SiO2 + Cs, for the nanoparticles prepared in Example 3 .

CuABP@SiO2 CuABP @ SiO2 CuABP@SiO2+ Cs CuABP @ SiO2 + Cs Mass. [%] Mass. [%] Mass. [%] Mass. [%] CuHCF CuHCF 12.6 12.6 11.1 11.1 SiO2 SiO 2 87.4 87.4 85.4 85.4 Cs Cs n.a. n / A. 3.5 3.5

Pourcentage massique des éléments CuABP, S1O2 et Cs pour les nanoparticules préparées dans l'exemple 3.Mass percentage of CuABP, S1O2 and Cs elements for the nanoparticles prepared in Example 3.

Tableau IV.Table IV.

On constate que l'élément Cs n'a pas pu être détecté par l'analyse avant sorption mais l'analyse des particules après sorption a montré la présence de Cs à hauteur de 3,5% massique.It is noted that the element Cs could not be detected by the analysis before sorption, but the analysis of the particles after sorption showed the presence of Cs up to 3.5% by mass.

On peut donc considérer que les nanoparticules cœur-coquille selon l'invention sont capables d'adsorber au moins 35 mg de Cs/ g de nanoparticules cœurcoquille, à savoir Qedx = 35 mg de Cs/ g, où Qedx est la valeur de Q déterminée par Spectrométrie par Energie Dispersive des rayons X.We can therefore consider that the core-shell nanoparticles according to the invention are capable of adsorbing at least 35 mg of Cs / g of core-shell nanoparticles, namely Qedx = 35 mg of Cs / g, where Qedx is the value of Q determined. by X-ray Dispersive Energy Spectrometry.

On peut noter que l'on obtient un écart assez important entre la mesure faite par chromatographie ionique et l'analyse par EDX. Ces différences sont probablement dues aux approximations inhérentes à l'EDX pour des dosages élémentaires aussi faibles (3,5 % massique pour le césium). Ainsi, les valeurs acquises par chromatographie ionique sont plus fiables que celles issues de l'analyse EDX avec Qci=20,5 mg/g.It can be noted that a fairly large difference is obtained between the measurement made by ion chromatography and the analysis by EDX. These differences are probably due to the approximations inherent in EDX for such low elementary dosages (3.5% by mass for cesium). Thus, the values acquired by ion chromatography are more reliable than those from the EDX analysis with Qci = 20.5 mg / g.

Finalement, on peut considérer que les nanoparticules selon l'invention sont capables d'échanger au moins 20,5 mg de Cs par g de nanoparticules à structure cœurcoquille selon l'invention.Finally, it can be considered that the nanoparticles according to the invention are capable of exchanging at least 20.5 mg of Cs per g of nanoparticles with a core-shell structure according to the invention.

Cette valeur de la capacité de sorption montre à elle-seule que les nanoparticules selon l'invention possèdent d'excellentes propriétés d’adsorption du césium.This sorption capacity value alone shows that the nanoparticles according to the invention have excellent cesium adsorption properties.

Toutefois, cette valeur de la capacité de sorption des nanoparticules selon l'invention est à comparer avec les valeurs de la capacité de sorption données dans la littérature existant sur ce sujet.However, this value of the sorption capacity of the nanoparticles according to the invention is to be compared with the values of the sorption capacity given in the existing literature on this subject.

A titre d'exemple, Delchet et al. [4] ont montré que des silices mésoporeuses ou des billes de verre poreux post-fonctionnalisées par des ferrocyanures présentaient des capacités de sorption respectives de 17 mg/g et 5 mg/g sans ion compétiteur.For example, Delchet et al. [4] have shown that mesoporous silicas or porous glass beads post-functionalized with ferrocyanides had sorption capacities of 17 mg / g and 5 mg / g, respectively, without competing ions.

Par ailleurs, Causse et al. [5], en synthétisant des monolithes de silice fonctionnalisés avec un fort taux de nanoparticules de ferrocyanure de cuivre, ont trouvé des capacités de sorption du césium allant jusqu'à 10,6 mg/g.Furthermore, Causse et al. [5], by synthesizing silica monoliths functionalized with a high level of copper ferrocyanide nanoparticles, found cesium sorption capacities of up to 10.6 mg / g.

Cela montre que les nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'invention possèdent une capacité d’adsorption du césium supérieure, voire nettement supérieure, aux capacités d'adsorption des matériaux analogues de l'art antérieur qui font l'objet des documents [4] et [5],This shows that the nanoparticles with a core-shell structure according to the invention have a cesium adsorption capacity which is greater, or even significantly greater, than the adsorption capacities of analogous materials of the prior art which are the subject of documents [4 ] and [5],

REFERENCES [1] WO-A1-2015/091677.REFERENCES [1] WO-A1-2015 / 091677.

[2] Eastoe, J., et al., Variation of surfactant counterion and its effect on the structure and properties of Aerosol-OT-based water-in-oil microemulsions, Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions, 1992, 88(3), p. 461-471.[2] Eastoe, J., et al., Variation of surfactant counterion and its effect on the structure and properties of Aerosol-OT-based water-in-oil microemulsions, Journal of the Chemical Society, Faraday Transactions, 1992, 88 ( 3), p. 461-471.

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Hexacyanoferrate, Cobalt Pentacyanonitrosylferrate and Chromium Hexacyanochromate Coordination Polymers in Water in OU Microemulsion », N a no Letters, 2002, 2 (3), p. 225-229.Hexacyanoferrate, Cobalt Pentacyanonitrosylferrate and Chromium Hexacyanochromate Coordination Polymers in Water in OU Microemulsion ”, N a no Letters, 2002, 2 (3), p. 225-229.

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Claims (22)

REVENDICATIONS 1. Nanoparticules à structure cœur-coquille, dans lesquelles :1. Nanoparticles with a core-shell structure, in which: le cœur de chacune desdites nanoparticules est constitué par unethe core of each of said nanoparticles is constituted by a 5 nanoparticule en un hexacyanométallate ou octacyanométallate de métal, répondant à la formule [Alk+x]Mn+y[M'(CN)m]tz·, où Alk+ est un cation monovalent choisi parmi les cations de métaux alcalins et le cation ammonium NH4+, x est égal à 0, 1 ou 2, M est un métal de transition, n est égal à 2 ou 3, y est égal à 1, 2 ou 3, M' est un métal de transition, m est égal à 6 ou 8, z est égal à 3 ou 4, et t est égal à 1 ou 2;5 nanoparticle in a metal hexacyanometallate or octacyanometallate, corresponding to the formula [Alk + x] M n + y [M '(CN) m] t z ·, where Alk + is a monovalent cation chosen from alkali metal cations and the ammonium cation NH4 + , x is 0, 1 or 2, M is a transition metal, n is 2 or 3, y is 1, 2 or 3, M 'is a transition metal, m is equal to 6 or 8, z is equal to 3 or 4, and t is equal to 1 or 2; 10 - la coquille desdites nanoparticules, qui entoure le cœur, est en au moins un oxyde inorganique poreux.10 - the shell of said nanoparticles, which surrounds the heart, is made of at least one porous inorganic oxide. 2. Nanoparticules selon la revendication 1, dans lesquelles l'oxyde inorganique de la coquille est choisi parmi les oxydes d'au moins un métal ou métalloïde,2. Nanoparticles according to claim 1, in which the inorganic oxide of the shell is chosen from the oxides of at least one metal or metalloid, 15 tel que Si, Ti, Zr, Th, Nb, Ta, V, W, Y, Ca, Mg et Al, et leurs mélanges ; de préférence, l'oxyde inorganique de la coquille est la silice.Such as Si, Ti, Zr, Th, Nb, Ta, V, W, Y, Ca, Mg and Al, and mixtures thereof; preferably, the inorganic oxide of the shell is silica. 3. Nanoparticules selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lesquelles Mn+ est Fe2+, Ni2+, Fe3+, Co2+, Cu2+, ou Zn2+.3. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, in which M n + is Fe 2+ , Ni 2+ , Fe 3+ , Co 2+ , Cu 2+ , or Zn 2+ . 4. Nanoparticules selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lesquelles M' est Fe2+ ou Fe3+ ou Co3+ et m est 6 ; ou bien M' est Mo5+ et m est 8.4. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, in which M 'is Fe 2+ or Fe 3+ or Co 3+ and m is 6; or M 'is Mo 5+ and m is 8. 5. Nanoparticules selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lesquelles [M'(CN)m]z_ est [FefCNk]3’, [FefCNk]4 5’, [Co(CN)6]3ou [Mo(CN)8]3-.5. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, in which [M '(CN) m] z_ is [FefCNk] 3 ', [FefCNk] 4 5 ', [Co (CN) 6] 3 or [Mo (CN ) 8 ] 3 -. 6. Nanoparticules selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lesquelles l'hexacyanométallate ou octacyanométallate de métal 6. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, in which the metal hexacyanometallate or octacyanometallate 30 répond à la formule K2M Fe(CN)6, par exemple IÇCu Fe(CN)6, IÇZnFefCNk, ou K2C0 Fe(CN)6.30 corresponds to the formula K2M Fe (CN) 6, for example IÇCu Fe (CN) 6, IÇZnFefCNk, or K2C0 Fe (CN) 6. 7. Nanoparticules selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lesquelles les nanoparticules d'hexacyanométallate ou octacyanométallate de métal ont une forme de sphère ou de sphéroïde.7. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, in which the metal hexacyanometallate or octacyanometallate nanoparticles have a sphere or spheroid shape. 8. Nanoparticules selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui ont une forme de sphère ou de sphéroïde.8. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, which have a sphere or spheroid shape. 9. Nanoparticules selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lesquelles les nanoparticules d'hexacyanométallate ou octacyanométallate de métal ont une taille moyenne, telle qu'un diamètre, de 2 à 20 nm, de préférence de 2 à 10 nm, de préférence encore de 2 à 5 nm.9. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, in which the metal hexacyanometallate or octacyanometallate nanoparticles have an average size, such as a diameter, of 2 to 20 nm, preferably 2 to 10 nm, preferably another 2 to 5 nm. 10. Nanoparticules selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lesquelles la coquille a une épaisseur de 2 à 100 nm, de préférence de 5 à 20 nm.10. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, in which the shell has a thickness of 2 to 100 nm, preferably from 5 to 20 nm. 11. Nanoparticules selon l'une quelconque des revendications précédentes, qui ont une taille moyenne, telle qu'un diamètre, de 4 à 120 nm, de préférence de 4 à 50 nm, de préférence encore de 4 à 20 nm.11. Nanoparticles according to any one of the preceding claims, which have an average size, such as a diameter, from 4 to 120 nm, preferably from 4 to 50 nm, more preferably from 4 to 20 nm. 12. Procédé de préparation des nanoparticules à structure cœurcoquille selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, qui comprend au moins les étapes successives suivantes :12. Method for preparing nanoparticles with a core-shell structure according to any one of claims 1 to 11, which comprises at least the following successive steps: a) on prépare une microémulsion eau dans l'huile C, formée de gouttelettes d'une phase aqueuse constituée par une suspension de nanoparticules de [Alk+ x]Mn+y[M'(CN)m]tz, lesdites gouttelettes étant dispersées dans une phase huileuse continue;a) a water-in-oil microemulsion C is prepared, formed of droplets of an aqueous phase constituted by a suspension of nanoparticles of [Alk + x ] M n + y [M '(CN) m] t z , said droplets being dispersed in a continuous oily phase; b) on ajoute une base à la microémulsion C obtenue dans l'étape a) afin que le pH de la phase aqueuse de la microémulsion eau dans l'huile C soit supérieur ou égal à 8, de préférence soit de 8 à 10, moyennant quoi, on obtient une microémulsion D;b) adding a base to the microemulsion C obtained in step a) so that the pH of the aqueous phase of the water-in-oil microemulsion C is greater than or equal to 8, preferably is 8 to 10, provided that what, we get a microemulsion D; c) on ajoute un précurseur de l'oxyde inorganique à la microémulsion D obtenue dans l'étape b), moyennant quoi, on obtient une microémulsion E ;c) adding a precursor of the inorganic oxide to the microemulsion D obtained in step b), whereby a microemulsion E is obtained; d) on réalise la maturation, minéralisation de la microémulsion E obtenue dans l'étape c), moyennant quoi la coquille d'oxyde inorganique poreux est formée autour des nanoparticules de [Alk\]Mn+ y[M'(CN)m]tz et les nanoparticules à structure cœur-coquille sont formées ;d) maturation, mineralization of the microemulsion E obtained in step c) is carried out, whereby the porous inorganic oxide shell is formed around the nanoparticles of [Alk \] M n + y [M '(CN) m ] t z and the core-shell nanoparticles are formed; e) on ajoute un ou plusieurs solvant(s) organique(s) à la microémulsion E minéralisée, obtenue dans l'étape d), moyennant quoi on casse la microémulsion E ;e) adding one or more organic solvent (s) to the mineralized microemulsion E obtained in step d), whereby the microemulsion E is broken; f) on sépare les nanoparticules à structure cœur coquille à partir de la microémulsion E cassée obtenue dans l'étape e) ;f) the nanoparticles with a shell-core structure are separated from the broken microemulsion E obtained in step e); g) on lave les nanoparticules à structure cœur-coquille séparées dans l'étape f).g) washing the nanoparticles with a core-shell structure separated in step f). 13. Procédé selon la revendication 12, dans lequel la microémulsion eau dans l'huile C, formée de gouttelettes d'une phase aqueuse constituée par une suspension de nanoparticules de [Alk\]Mn+ y[M'(CN)m]tz, lesdites gouttelettes étant dispersées dans une phase huileuse continue est préparée par les étapes suivantes :13. The method of claim 12, wherein the microemulsion water in oil C, formed of droplets of an aqueous phase consisting of a suspension of nanoparticles of [Alk \] M n + y [M '(CN) m ] t z , said droplets being dispersed in a continuous oily phase is prepared by the following steps: al) on fait réagir un tensioactif organique anionique avec des cations Mn+, moyennant quoi, on obtient un tensioactif anionique modifié par les cations Mn+ ;al) reacting an anionic organic surfactant with cations M n + , whereby an anionic surfactant modified by the cations M n + is obtained; bl) on prépare une microémulsion eau dans l'huile A, stabilisée par le tensioactif organique, et formée de gouttelettes d'une phase aqueuse contenant du [Alk+ X] [M'(CN)m]tz’, par exemple du kUFefCNk, dispersée dans une phase huileuse continue ;bl) a water-in-oil microemulsion A is prepared, stabilized by the organic surfactant, and formed of droplets of an aqueous phase containing [Alk + X ] [M '(CN) m] t z ', for example kUFefCNk, dispersed in a continuous oily phase; cl) on prépare une microémulsion eau dans l'huile B, stabilisée par le tensioactif organique modifié préparé dans l'étape al), et formée de gouttelettes d'une phase aqueuse constituée par de l'eau, dispersée dans une phase huileuse continue ;cl) preparing a water-in-oil microemulsion B, stabilized by the modified organic surfactant prepared in step a1), and formed of droplets of an aqueous phase consisting of water, dispersed in a continuous oily phase; dl) on mélange la microémulsion A et la microémulsion B, moyennant quoi, on obtient la microémulsion eau dans l'huile C, formée de gouttelettes d'une phase aqueuse constituée par une suspension de nanoparticules de [Alk+x]Mn+y[M'(CN)m]tz, lesdites gouttelettes étant dispersées dans une phase huileuse continue.dl) mixing the microemulsion A and the microemulsion B, whereby the water-in-oil microemulsion C is obtained, formed of droplets of an aqueous phase constituted by a suspension of nanoparticles of [Alk + x] M n + y [ M '(CN) m] t z , said droplets being dispersed in a continuous oily phase. 14. Matériau échangeur de cations métalliques comprenant les nanoparticules à structure cœur-coquille selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, et une matrice solide ou liquide.14. A metal cation exchanger material comprising nanoparticles with a core-shell structure according to any one of claims 1 to 11, and a solid or liquid matrix. 15. Matériau solide échangeur de cations métalliques selon la revendication 14, qui se présente sous la forme d'un monolithe alvéolaire constitué par une matrice d'un oxyde inorganique à porosité hiérarchisée et ouverte comprenant des macropores, des mésopores, et des micropores, lesdits macropores, mésopores et micropores étant interconnectés, et les nanoparticules à structure cœur-coquille étant réparties dans ladite porosité.15. Solid metal cation exchange material according to claim 14, which is in the form of a cellular monolith constituted by a matrix of an inorganic oxide with hierarchical and open porosity comprising macropores, mesopores, and micropores, said said macropores, mesopores and micropores being interconnected, and the nanoparticles with a core-shell structure being distributed in said porosity. 16. Procédé pour extraire au moins un cation métallique à partir d'un milieu liquide le contenant, dans lequel on met en contact ledit milieu liquide avec les nanoparticules à structure-cœur coquille selon l'une quelconque des revendications 1 à 11 et/ou le matériau échangeur de cations métalliques selon l'une quelconque des revendications 14 et 15.16. Method for extracting at least one metal cation from a liquid medium containing it, in which said liquid medium is brought into contact with nanoparticles having a shell-core structure according to any one of claims 1 to 11 and / or the metal cation exchange material according to any one of claims 14 and 15. 17. Procédé selon la revendication 16, dans lequel ledit milieu liquide est un milieu liquide aqueux, tel qu'une solution aqueuse, par exemple une eau de mer ou une eau saumâtre.17. The method of claim 16, wherein said liquid medium is an aqueous liquid medium, such as an aqueous solution, for example sea water or brackish water. 18. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 17, dans lequel ledit milieu liquide est un milieu liquide contenant des radionucléides, notamment le milieu liquide est choisi parmi les liquides et effluents issus de l'industrie nucléaire, des installations nucléaires et des activités mettant en œuvre des radionucléides.18. Method according to any one of claims 16 to 17, wherein said liquid medium is a liquid medium containing radionuclides, in particular the liquid medium is chosen from liquids and effluents from the nuclear industry, nuclear installations and activities using radionuclides. 19. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, dans lequel le milieu liquide est une solution aqueuse contenant, outre ledit cation métallique, des sels tels que du NaCI, par exemple à une concentration supérieure à 30 g/L.19. Method according to any one of claims 16 to 18, in which the liquid medium is an aqueous solution containing, in addition to said metal cation, salts such as NaCl, for example at a concentration greater than 30 g / L. 20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 19, dans lequel ledit cation métallique est présent à une concentration de 0,1 picogramme à 100 mg/L, de préférence de 0,1 picogramme à 10 mg/L.20. A method according to any one of claims 16 to 19, wherein said metal cation is present at a concentration of 0.1 picogram at 100 mg / L, preferably 0.1 picogram at 10 mg / L. 55 21. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 20, dans lequel le cation métallique est un cation d'un élément choisi parmi Cs, Co, Ag, Ru, Fe et Tl et les isotopes, notamment radioactifs de ceux-ci, de préférence, le cation est un cation du 134Cs, ou du 137Cs.21. Method according to any one of claims 16 to 20, in which the metal cation is a cation of an element chosen from Cs, Co, Ag, Ru, Fe and Tl and the isotopes, in particular radioactive thereof, preferably, the cation is a cation of 134 Cs, or of 137 Cs. 1010 22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 16 à 21, dans lequel le milieu liquide est une solution aqueuse, contenant en tant que cation métallique un cation du 134Cs, ou du 137Cs, et contenant, en outre, des sels tels que du NaCI, par exemple à une concentration supérieure à 30 g/L.22. Method according to any one of claims 16 to 21, in which the liquid medium is an aqueous solution, containing as metal cation a cation of 134 Cs, or 137 Cs, and containing, in addition, salts such than NaCI, for example at a concentration greater than 30 g / L. 1/71/7 S.61702S.61702 IIIIII 2j||g| B2d || g | B HH IIIIII Μ» jΜ »j MMMM I rnSmi·I rnSmi · WbîwBk WbîwBk
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