WO2017025685A1 - Process for trapping oxygen - Google Patents

Process for trapping oxygen Download PDF

Info

Publication number
WO2017025685A1
WO2017025685A1 PCT/FR2016/052050 FR2016052050W WO2017025685A1 WO 2017025685 A1 WO2017025685 A1 WO 2017025685A1 FR 2016052050 W FR2016052050 W FR 2016052050W WO 2017025685 A1 WO2017025685 A1 WO 2017025685A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
anion exchange
oxygen
support
hydrogen
anion
Prior art date
Application number
PCT/FR2016/052050
Other languages
French (fr)
Inventor
Jérôme Delmas
Philippe Capron
Isabelle Rougeaux
Original Assignee
Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
Intelligent Energy Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives, Intelligent Energy Ltd. filed Critical Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives
Publication of WO2017025685A1 publication Critical patent/WO2017025685A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/81Solid phase processes
    • B01D53/82Solid phase processes with stationary reactants
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J41/00Anion exchange; Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
    • B01J41/08Use of material as anion exchangers; Treatment of material for improving the anion exchange properties
    • B01J41/12Macromolecular compounds
    • B01J41/14Macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/02Preparation of oxygen
    • C01B13/0229Purification or separation processes
    • C01B13/0248Physical processing only
    • C01B13/0259Physical processing only by adsorption on solids
    • C01B13/0281Physical processing only by adsorption on solids in getters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/06Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents
    • C01B3/065Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of inorganic compounds containing electro-positively bound hydrogen, e.g. water, acids, bases, ammonia, with inorganic reducing agents from a hydride
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/20Organic adsorbents
    • B01D2253/206Ion exchange resins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2256/00Main component in the product gas stream after treatment
    • B01D2256/16Hydrogen
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2257/00Components to be removed
    • B01D2257/10Single element gases other than halogens
    • B01D2257/104Oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/04Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas containing a purification step for the hydrogen or the synthesis gas
    • C01B2203/0465Composition of the impurity
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/36Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Definitions

  • the present invention relates to a method for trapping oxygen in the form of gas through the use of an anion exchange medium. It also relates to the device for implementing this method.
  • the field of use of the present invention relates to any application requiring the elimination of gaseous oxygen, in particular hydrogen generators.
  • document CA 2 233 420 describes a method for limiting corrosion in a boiler by using sulphite ions in the boiler water.
  • US 4,231,869 discloses a process wherein a cobalt catalyst accelerates the reaction between solution dissolved oxygen and sulfite ions to form sulfate ions.
  • the hydrogen generator Before its operation, it is essential to remove the oxygen present in order to maintain the performance of the catalyst by preventing its oxidation.
  • the hydrogen generator is generally purged before being packaged in a sealed package.
  • oxygen it is possible for oxygen to enter the interior of the hydrogen generator during its operation, in particular by permeation through the materials constituting the generator. It can be an amount of oxygen of the order of 1 ⁇ per day to 5 ml per day.
  • gaseous oxygen absorbers have been developed to be positioned in the hydrogen generator.
  • These include iron-based compounds, for example iron oxides, iron 0 or iron boride (FeB x ).
  • the Applicant has developed a new process for trapping gaseous oxygen through the use of an anion exchange support (polymer or inorganic support).
  • the entrapment of gaseous oxygen may be carried out in the presence or absence of water.
  • Ion exchange polymers are commonly referred to as ion exchange resins. These are polymers capable of exchanging ions (anions or cations). This type of polymer is used in the present invention to trap oxygen gas.
  • the present invention relates to an oxygen scavenging method according to which gaseous oxygen is brought into contact with an anion exchange support, said anion exchange support comprising fixed cationic groups and free anions X ".
  • X " is an anion selected from the group consisting of SO 3 2" , S 2 O 5 2 " , S 2 O 7 2" , NO 2 " , and mixtures thereof.
  • the oxygen scavenging is advantageously carried out in the absence of a catalyst or a solvent such as water, however, according to a particular embodiment, a transition metal catalyst may be used, for example a cobalt salt.
  • the present invention can be implemented in any type of application that requires trapping gaseous oxygen.
  • Another subject of the invention relates to a process for trapping gaseous oxygen in a hydrogen generator, comprising the following steps:
  • At least one anion exchange support comprising fixed cationic groups and free anions X " , X " being an anion chosen from the group comprising SO3 2 " , S2O5 2” , S2O7 2 "; N0 2 ⁇ , and mixtures thereof;
  • oxygen is trapped by contacting the oxygen gas with the anion exchange medium
  • Oxygen can also be trapped after the generation of hydrogen, in particular by contacting the gases (H 2 and O 2 ) with the anion exchange support.
  • the present invention can be implemented in any type of application which requires trapping gaseous oxygen and the elimination of any basic and / or anionic and / or cationic impurities.
  • Another subject of the invention relates to a process for trapping gaseous oxygen and for purifying hydrogen in a hydrogen generator, comprising the following steps:
  • At least one anion exchange medium comprising fixed cationic groups and free anions X ", X” is an anion selected from the group consisting of SO 3 2 ", 2 S2O5" S2O7 2 “, N0 2", and mixtures thereof ; and
  • At least one cation exchange carrier comprising free cations C t +; oxygen is trapped by contacting the oxygen gas with the ion exchange support;
  • the hydrogen is generated; the hydrogen is purified by contacting the generated hydrogen with the ion exchange support.
  • Free anions X "of anion exchange medium react with oxygen gas to form ions SO 4 2" (for SO 3 2 anions), S 2 0 6 2 ⁇ ions (for anions S2O5 2 ”) , S 2 08 2 ions “(for 2 S2O7 anions”) and NO3 ions "(for anions N0 2).
  • any type of anion or cation exchange medium can be used in the present invention from the moment when these supports respectively have free anions X “ (SO 3 2" , S 2 0 5 2 " , S 2 0y 2 “ , N0 2 " , and mixtures thereof) and free cations C t + .
  • the anion exchange support may be a polymeric support or a mineral support such as, for example, zeolites or grafted silicas.
  • the anion exchange support is a polymer of at least one monomer chosen from the group comprising styrene; divinylbenzene; acrylic; and their mixtures.
  • Acrylic polymers include polymers synthesized from acrylates, methacrylates or acrylonitrile. They are generally crosslinked by divinylbenzene in the presence of a radical initiator according to conventional techniques forming part of the knowledge of those skilled in the art.
  • the monomers and other starting substances may preferentially be chosen from the following list:
  • styrenic or acrylic styrene, acrylates, methacrylates, acrylonitrile
  • crosslinking agent divinylbenzene
  • activation catalysts azobisisobutyronitrile (AIBN), peroxides
  • the anion exchange support may in particular be a polymer support chosen from the group comprising:
  • R and R ' being defined above as alkyl groups or aryl groups.
  • the groups R and R ' are advantageously a CH 3 group.
  • the anion exchange medium can in particular be a copolymer of styrene and divinylbenzene or a copolymer of acrylic and divinylbenzene. Divinylbenzene then plays the role of crosslinking agent.
  • the anion-exchange polymer support may especially correspond to the functionalized copolymer (free anions X " ) of styrene and divinylbenzene corresponding to the CAS number 60177-39-1.
  • the anion exchange support comprises fixed cationic groups.
  • the cationic fixed groups of the anion exchange support are advantageously groups chosen from the group comprising: -NH 3 + ; -NR 3 + ; -NHR 2 + ; -NH 2 R + ; -N (ROH) (R ') 2 + ; and -SR 2 + ; R and R 'being alkyl or aryl.
  • the groups R and R ' are advantageously a CH 3 group.
  • the present invention can also implement a cation exchange support comprising free cations C t + .
  • These free cations C t + are advantageously chosen from the group comprising Na + ions; H + ; K + ; and their mixtures.
  • the cation exchange medium comprising free cations C t + comprises fixed anions may be selected from -S0 3 "-H 2 P0 4 ⁇ ; COO -, and - CH 2 -COO ⁇
  • the cation exchange support may be a polymer of at least one monomer selected from the group consisting of styrene; divinylbenzene; acrylic; and their mixtures. It may especially be a cation exchange support selected from the group comprising:
  • a mixture of at least one anion exchange support and at least one cation exchange support can be used.
  • the oxygen and any impurities from the generation of hydrogen can be simultaneously trapped.
  • This mixture may especially correspond to the functionalized copolymer (free anions X " , free cations C t ) of styrene and divinylbenzene corresponding to the CAS number 79956-14-2.
  • the preparation of the anion-exchange or cation-exchange supports implemented in the The invention is carried out according to conventional techniques forming part of the general knowledge of those skilled in the art.
  • an anion exchange support can be functionalized with S0 3 2 " anions by passing an S0 3 2" ion-based solution, for example an aqueous solution of Na 2 SO 3 or KHSO3.
  • S0 3 2 ion-based solution
  • an aqueous solution of Na 2 SO 3 or KHSO3 aqueous solution of Na 2 SO 3 or KHSO3.
  • Exchange between the anions of the anion exchange carrier, for example OH " ions, and sulfite ions S0 3 2" is carried out.
  • the sulphite ions then functionalize the anion exchange support.
  • the number of effectively functionalized sites can be optimized by carrying out several passages of an X " anion solution or C t + cations, or by adjusting the concentration.
  • Partial functionalization may be advantageous when the anion exchange carrier is also used to trap impurities resulting from the hydrogen generation reaction.
  • an anion exchange support comprising both free anions X " and free anions OH " can fulfill this dual role of oxygen scavenger gaseous and impurities.
  • An equivalent corresponds to one mole of +1 or -1 charge ions or half a mole of +2 or -2 charge ions.
  • the anion exchange medium may be a mixture of anion exchange support and cation exchange support.
  • the anion exchange support can thus comprise free anions OH “ , Cl “ , S0 4 2 ⁇ , HC0 3 ⁇ and / or free Na + , H + , K + cations.
  • the simultaneous presence of anion and cation exchange groups makes it possible: to absorb oxygen, for example by oxidation of free ions S0 3 2 ⁇ to S0 4 2 ⁇ ; to filter the impurities that may result from the generation of hydrogen, for example. As already indicated, it may be impurities NaB0 2 or NaOH resulting from the hydrolysis reaction of NaBH 4 .
  • the hydrogen can be advantageously generated by hydrolysis of a borohydride, more advantageously by hydrolysis of the borohydride NaBH 4 according to the following reaction:
  • the anion exchange support is kept out of any solution in order to avoid any exchange between the free anions X " used to trap oxygen and anions present in solution, for example, the BH 4 " or B0 2 " anions Furthermore, the presence of the ion exchange support (anions and / or cations) in solution would not allow the hydrogen generated to be purified
  • the present invention also relates to a device comprising the free anion exchanger support X " for the purpose of trapping gaseous oxygen.
  • the device for trapping gaseous oxygen comprises an anion exchange support, said anion exchange support comprising fixed cationic groups and free anions X " , X " being an anion chosen from the group comprising S0 3 2 ⁇ ; S2O5 2 " ; S2O7 2" , N0 2 ⁇ ; and their mixtures.
  • This device can be integrated into a hydrogen generator.
  • the hydrogen generated can in particular be purified by eliminating the possible oxygen gas present, by passing through the device according to the invention.
  • FIGURES Figure 1 illustrates a conventional hydrogen generator.
  • FIG. 2 illustrates the method of functionalization of S0 3 2 anions on an ion exchange support and the absorption of oxygen on this ion exchange support.
  • Figures 3 and 4 illustrate the method according to the invention for trapping gaseous oxygen present in a hydrogen generator.
  • FIG. 5 illustrates the evolution of the pressure of the hydrogen generator as a function of time in the presence of an ion exchange support according to the invention (functionalized
  • FIG. 6 illustrates the evolution of the volume of oxygen absorbed as a function of time in the presence of an ion exchange support according to the invention (functionalized S0 3 2 ⁇ ) or of solid Na 2 SO 3 .
  • Figure 7 shows a device comprising a hydrogen generator and a condensate collector from the hydrogen generator.
  • FIG. 8 illustrates the partial functionalization of an anion and cation exchange support with S0 3 2 " and Na + ions.
  • Figure 9 illustrates the entrapment of oxygen and the purification of hydrogen according to the invention.
  • Figure 10 shows the evolution of the pressure of the hydrogen generator as a function of time in the presence of an ion exchange carrier (functionalized S0 3 2 ”) according to the invention.
  • FIG. 11 represents the pH of the condensates coming from the generator during the hydrolysis of NaBH 4 according to one embodiment of the invention and according to a counterexample.
  • FIG. 1 represents a conventional hydrogen generator (1) comprising: a reaction medium (2) making it possible to generate hydrogen, in particular by hydrolysis of borohydride;
  • the support can be used in the context of of the present invention according to the oxygen scavenging step also illustrated in Figure 2.
  • the fixed cations of this support are ammonium-NR 3 + .
  • the ion exchange support (7) can be positioned in any location of the hydrogen generator (1). However, and advantageously, it is not totally immersed in the reaction medium (2), so as to avoid any rapid exchange between the free anions X " of the ion exchange medium (7) and for example the ionic ions. type BH 4 " that can understand the reaction medium (2).
  • the ion exchange support (7) (anions and optionally cations) is advantageously positioned in the chamber (4) (FIG. 3).
  • the oxygen scavenging is therefore advantageously carried out before the start of hydrogen generation.
  • the present invention allows for the continuous entrapment of gaseous oxygen during the generation of hydrogen.
  • the hydrogen is generated, it is removed from the hydrogen generator (1) by the valve (6) after being brought into contact with the ion exchange medium (7).
  • the hydrogen can then be purified by passing through a device (8) allowing the condensation of any impurities, and by passing through a filter (9) ( Figure 7).
  • a filter 9
  • the main role of the ion exchange support (7) is to trap the oxygen gas by means of the free anions X " .
  • the ion exchange support (7) can trap the oxygen gas by means of the free anions X " and any impurities resulting from the generation of hydrogen.
  • Ions (7) can be the mixture of an anion exchange support comprising free anions X " and a cation exchange support comprising free cations C t + .
  • FIG. 8 represents the partial functionalization of a mixture containing:
  • the simultaneous functionalization of these two supports is carried out by exchange with a solution of Na 2 SO 3 .
  • the free anions S0 3 2 " and OH " as well as the free Na + and H + cations can trap oxygen gas and any X + and anionic cationic impurities Y " (FIG. 9). .
  • a cation exchange support can be used to generate an acidic condensate, while a mixture of anion exchange media and cations can generate a condensate with a neutral pH, indicating that all the contaminants have been trapped by the support and the gaseous hydrogen is free or essentially free of contaminants
  • This hydrogen purification step can be very important especially when the hydrogen is intended to be used in a fuel cell.
  • anion exchange carriers Two types were functionalized with sulfite ions (INV-1 and INV-3) and compared with solid sodium sulfite (CE-1) or with a cation exchange support (CE-2). 1 / Comparison between an anion exchange support according to the invention and Na? SC
  • a commercial anion exchange support (polymer referenced Amberjet 4200 from Dow Chemical) having the following properties has been functionalized:
  • spherical balls having a diameter of between 0.58 and 0.70 mm;
  • polymer matrix copolymer of styrene and divinylbenzene
  • the support (polymer) thus functionalized is dried under vacuum for 24 hours at room temperature.
  • the functionalized polymeric support is evaluated in the absence of any other compound.
  • Oxygen trapping is evaluated in a stainless steel device comprising a 5mL tank connected to a pressure sensor. The total volume is 71 mL ( Figures 3 and 4).
  • An anion and cation exchange commercial support (polymer referenced Amberlite IRN 150 from Dow Chemical, CAS 79956-14-2) is functionalized with sulphite ions.
  • This polymeric support has the following properties:
  • spherical balls having a diameter of between 0.58 and 0.70 mm;
  • polymer matrix copolymer of styrene and divinylbenzene; fixed functional groups: tertiary ammonium cation (trimethylammonium) for the anion exchange polymer and SO 3 2 anions for the cation exchange polymer;
  • This ion exchange polymer support comprises 50% of free cationic functions H and 50% of free anionic functions OH " .
  • the functionalization is carried out according to the following steps:
  • Oxygen trapping is evaluated in a stainless steel device comprising a 5mL tank connected to a pressure sensor ( Figure 7). The total volume is 71mL.
  • a monitoring of the pressure inside the device is performed ( Figure 10).
  • the hydrogen generator of item 2.2 / above is activated to generate hydrogen by hydrolysis of 10 g of NaBH 4 . 160mg of ion exchange support are used.
  • the pH of the condensate from the generator containing the partially functionalized ion exchange support (INV-3) is neutral while the pH of the condensate from the generator does not contain ion exchange support (CE-3) is basic (FIG. 11).
  • the impurities resulting from the hydrolysis reaction of NaBH 4 in the presence of the cobalt-based catalyst are trapped by the ion exchange support which fulfills the filter function.
  • this type of partially functionalized ion exchange support makes it possible to trap the oxygen present in the free volume and the ionic impurities resulting from the hydrolysis of NaBH 4 .

Abstract

The present invention relates to a process for trapping oxygen according to which gaseous oxygen is brought into contact with an anion exchanger support, said anion exchanger support comprising fixed cationic groups and free anions X-, X- being an anion selected from the group comprising SO3 2-; S2O5 2-; S2O7 2-, NO2 -; and mixtures thereof.

Description

PROCEDE DE PIEGEAGE DE L 'OXYGENE  PROCESS FOR TRAPPING OXYGEN
DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un procédé permettant de piéger de l'oxygène sous forme de gaz grâce à l'utilisation d'un support échangeur d'anions. Elle concerne également le dispositif permettant de mettre en œuvre ce procédé.  FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for trapping oxygen in the form of gas through the use of an anion exchange medium. It also relates to the device for implementing this method.
Le domaine d'utilisation de la présente invention concerne toute application nécessitant l'élimination d'oxygène gazeux, notamment les générateurs d'hydrogène. The field of use of the present invention relates to any application requiring the elimination of gaseous oxygen, in particular hydrogen generators.
ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE PRIOR STATE OF THE TECHNIQUE
De nombreuses applications nécessitent des conditions anaérobiques, notamment pour éviter la corrosion de matériaux en fer ou en cobalt. Pour cela, diverses technologies ont été développées pour éliminer l'oxygène, qu'il soit dissous dans une solution ou qu'il se présente sous forme de gaz. Many applications require anaerobic conditions, especially to prevent corrosion of iron or cobalt materials. For this, various technologies have been developed to remove oxygen, whether it is dissolved in a solution or it is in the form of gas.
A titre d'exemple, le document CA 2 233 420 décrit un procédé permettant de limiter la corrosion dans une chaudière par utilisation d'ions sulfites dans l'eau de chaudière. By way of example, document CA 2 233 420 describes a method for limiting corrosion in a boiler by using sulphite ions in the boiler water.
Le document US 4,231,869 décrit un procédé dans lequel un catalyseur à base de cobalt permet d'accélérer la réaction entre l'oxygène dissous en solution et des ions sulfite pour former des ions sulfate. US 4,231,869 discloses a process wherein a cobalt catalyst accelerates the reaction between solution dissolved oxygen and sulfite ions to form sulfate ions.
Ces solutions peuvent s'avérer satisfaisantes en milieux liquides ; néanmoins, certaines applications nécessitent l'élimination de l'oxygène gazeux. C'est notamment le cas de la génération d'hydrogène à partir de l'hydrolyse catalysée d'une solution à base d'hydrure chimique (plus exactement à base de borohydrure) dans un générateur d'hydrogène, tel que décrit dans les documents WO 2010/051557 et WO 2012/003112. These solutions may be satisfactory in liquid media; however, some applications require the removal of gaseous oxygen. This is particularly the case of the generation of hydrogen from the catalyzed hydrolysis of a solution based on chemical hydride (more exactly based on borohydride) in a hydrogen generator, as described in the documents WO 2010/051557 and WO 2012/003112.
Lors du stockage du générateur d'hydrogène, avant sa mise en fonctionnement, il est indispensable d'éliminer l'oxygène présent afin de maintenir les performances du catalyseur en empêchant son oxydation. Pour cela, le générateur d'hydrogène est généralement purgé avant d'être conditionné dans un emballage étanche. Cependant, il est possible que de l'oxygène pénètre à l'intérieur du générateur d'hydrogène au cours de son fonctionnement, notamment par perméation à travers les matériaux constituant le générateur. Il peut s'agir d'une quantité d'oxygène de l'ordre de 1 μΐ, par jour à 5 mL par jour. During the storage of the hydrogen generator, before its operation, it is essential to remove the oxygen present in order to maintain the performance of the catalyst by preventing its oxidation. For this, the hydrogen generator is generally purged before being packaged in a sealed package. However, it is possible for oxygen to enter the interior of the hydrogen generator during its operation, in particular by permeation through the materials constituting the generator. It can be an amount of oxygen of the order of 1 μΐ per day to 5 ml per day.
Afin de remédier à cette problématique, des absorbeurs d'oxygène gazeux ont été développés pour être positionnés dans le générateur d'hydrogène. Ceux-ci incluent des composés à base de fer, par exemple des oxydes de fer, du fer 0 ou du borure de fer (FeBx). In order to remedy this problem, gaseous oxygen absorbers have been developed to be positioned in the hydrogen generator. These include iron-based compounds, for example iron oxides, iron 0 or iron boride (FeB x ).
Pour être efficaces, ces absorbeurs nécessitent généralement la présence d'eau ou doivent se présenter sous forme de nanoparticules. Leur utilisation ou préparation est donc contraignante. La présente invention permet de résoudre ce problème technique par piégeage de l'oxygène gazeux sans nécessiter d'eau et sans utiliser de nanoparticules. To be effective, these absorbers generally require the presence of water or must be in the form of nanoparticles. Their use or preparation is therefore restrictive. The present invention solves this technical problem by trapping oxygen gas without the need for water and without using nanoparticles.
EXPOSE DE L'INVENTION Le Demandeur a mis au point un nouveau procédé permettant de piéger l'oxygène gazeux grâce à l'utilisation d'un support échangeur d'anions (polymère ou support minéral). Le piégeage de l'oxygène gazeux peut être réalisé en présence ou non d'eau. SUMMARY OF THE INVENTION The Applicant has developed a new process for trapping gaseous oxygen through the use of an anion exchange support (polymer or inorganic support). The entrapment of gaseous oxygen may be carried out in the presence or absence of water.
Les polymères échangeurs d'ions (anions ou cations) sont couramment appelés résines échangeuses d'ions. Il s'agit de polymères capables d'échanger des ions (anions ou cations). Ce type de polymère est utilisé dans la présente invention pour piéger l'oxygène gazeux. Ion exchange polymers (anions or cations) are commonly referred to as ion exchange resins. These are polymers capable of exchanging ions (anions or cations). This type of polymer is used in the present invention to trap oxygen gas.
Plus précisément, la présente invention concerne un procédé de piégeage d'oxygène selon lequel on met en contact de l'oxygène gazeux avec un support échangeur d'anions, ledit support échangeur d'anions comprenant des groupements cationiques fixes et des anions libres X", X" étant un anion choisi dans le groupe comprenant SO3 2", S2O52", S2O72", NO2", et leurs mélanges. L'un des principaux avantages de la présente invention réside dans le piégeage de l'oxygène gazeux au moyen d'un support échangeur d'anions se présentant sous forme solide. Contrairement aux procédés de l'art antérieur mettant en œuvre des ions sulfites libres SO3 2", le piégeage de l'oxygène est avantageusement réalisé en l'absence de catalyseur ou de solvant tel que l'eau. Cependant, selon un mode de réalisation particulier, un catalyseur à base d'un métal de transition peut être utilisé, par exemple un sel de cobalt. More specifically, the present invention relates to an oxygen scavenging method according to which gaseous oxygen is brought into contact with an anion exchange support, said anion exchange support comprising fixed cationic groups and free anions X ". Where X " is an anion selected from the group consisting of SO 3 2" , S 2 O 5 2 " , S 2 O 7 2" , NO 2 " , and mixtures thereof. One of the main advantages of the present invention resides in the trapping of gaseous oxygen by means of an anion exchanger carrier in solid form. Unlike the processes of the prior art using sulphite ions free SO 3 2 " , the oxygen scavenging is advantageously carried out in the absence of a catalyst or a solvent such as water, however, according to a particular embodiment, a transition metal catalyst may be used, for example a cobalt salt.
La présente invention peut être mise en œuvre dans tout type d'application qui nécessite de piéger de l'oxygène gazeux. The present invention can be implemented in any type of application that requires trapping gaseous oxygen.
Ainsi, un autre objet de l'invention concerne un procédé de piégeage d'oxygène gazeux dans un générateur d'hydrogène, comprenant les étapes suivantes : Thus, another subject of the invention relates to a process for trapping gaseous oxygen in a hydrogen generator, comprising the following steps:
on place dans un générateur d'hydrogène, au moins un support échangeur d'anions comprenant des groupements cationiques fixes et des anions libres X", X" étant un anion choisi dans le groupe comprenant SO32", S2O52", S2O72", N02 ~, et leurs mélanges ; placing in at least one hydrogen generator, at least one anion exchange support comprising fixed cationic groups and free anions X " , X " being an anion chosen from the group comprising SO3 2 " , S2O5 2" , S2O7 2 "; N0 2 ~ , and mixtures thereof;
- on piège de l'oxygène gazeux par mise en contact de l'oxygène gazeux avec le support échangeur d'anions ;  oxygen is trapped by contacting the oxygen gas with the anion exchange medium;
on génère de l'hydrogène.  hydrogen is generated.
L'oxygène peut également être piégé après la génération de l'hydrogène, notamment par mise en contact des gaz (H2 et 02) avec le support échangeur d'anions. Oxygen can also be trapped after the generation of hydrogen, in particular by contacting the gases (H 2 and O 2 ) with the anion exchange support.
La présente invention peut être mise en œuvre dans tout type d'application qui nécessite de piéger de l'oxygène gazeux et l'élimination d'éventuelles impuretés basiques et/ou anioniques et/ou cationiques. The present invention can be implemented in any type of application which requires trapping gaseous oxygen and the elimination of any basic and / or anionic and / or cationic impurities.
Ainsi, un autre objet de l'invention concerne un procédé de piégeage d'oxygène gazeux et de purification d'hydrogène dans un générateur d'hydrogène, comprenant les étapes suivantes : Thus, another subject of the invention relates to a process for trapping gaseous oxygen and for purifying hydrogen in a hydrogen generator, comprising the following steps:
on place, dans un générateur d'hydrogène un support échangeur d'ions comprenant :  placing in an hydrogen generator an ion exchange support comprising:
au moins un support échangeur d'anions comprenant des groupements cationiques fixes et des anions libres X", X" étant un anion choisi dans le groupe comprenant SO32", S2O52", S2O72", N02 ", et leurs mélanges ; et at least one anion exchange medium comprising fixed cationic groups and free anions X ", X" is an anion selected from the group consisting of SO 3 2 ", 2 S2O5" S2O7 2 ", N0 2", and mixtures thereof ; and
au moins un support échangeur de cations comprenant des cations libres Ct + ; - on piège de l'oxygène gazeux par mise en contact de l'oxygène gazeux avec le support échangeur d'ions ; at least one cation exchange carrier comprising free cations C t +; oxygen is trapped by contacting the oxygen gas with the ion exchange support;
on génère de l'hydrogène ; on purifie l'hydrogène par mise en contact de l'hydrogène généré avec le support échangeur d'ions. hydrogen is generated; the hydrogen is purified by contacting the generated hydrogen with the ion exchange support.
Les anions libres X" du support échangeur d'anions réagissent avec l'oxygène gazeux pour former des ions SO4 2" (pour les anions SO3 2 ), des ions S206 2~ (pour les anions S2O52"), des ions S2082" (pour les anions S2O72") et des ions NO3" (pour les anions N02 ). Free anions X "of anion exchange medium react with oxygen gas to form ions SO 4 2" (for SO 3 2 anions), S 2 0 6 2 ~ ions (for anions S2O5 2 ") , S 2 08 2 ions "(for 2 S2O7 anions") and NO3 ions "(for anions N0 2).
De manière générale, tout type de supports échangeurs d'anions ou de cations peut être utilisé dans la présente invention à partir du moment où ces supports ont respectivement des anions libres X" (SO32", S205 2", S20y2", N02 ", et leurs mélanges) et des cations libres Ct +. In general, any type of anion or cation exchange medium can be used in the present invention from the moment when these supports respectively have free anions X " (SO 3 2" , S 2 0 5 2 " , S 2 0y 2 " , N0 2 " , and mixtures thereof) and free cations C t + .
Le support échangeur d'anions peut être un support polymère ou un support minéral comme par exemple les zéolithes ou les silices greffées. The anion exchange support may be a polymeric support or a mineral support such as, for example, zeolites or grafted silicas.
De manière avantageuse, le support échangeur d'anions est un polymère d'au moins un monomère choisi dans le groupe comprenant le styrène ; le divinylbenzène ; l'acrylique ; et leurs mélanges. Advantageously, the anion exchange support is a polymer of at least one monomer chosen from the group comprising styrene; divinylbenzene; acrylic; and their mixtures.
Les polymères d'acrylique incluent notamment les polymères synthétisés à partir d'acrylates, de méthacrylates ou d'acrylonitrile. Ils sont généralement réticulés par du divinylbenzène en présence d'un amorceur radicalaire selon les techniques conventionnelles faisant partie des connaissances de l'homme du métier. Acrylic polymers include polymers synthesized from acrylates, methacrylates or acrylonitrile. They are generally crosslinked by divinylbenzene in the presence of a radical initiator according to conventional techniques forming part of the knowledge of those skilled in the art.
Les monomères et autres substances de départ peuvent préférentiellement être choisis parmi la liste suivante : The monomers and other starting substances may preferentially be chosen from the following list:
monomères : styrénique ou acrylique (styrène, acrylates, méthacrylates, acrylonitrile) ;  monomers: styrenic or acrylic (styrene, acrylates, methacrylates, acrylonitrile);
- agent de réticulation : divinylbenzène ; crosslinking agent: divinylbenzene;
catalyseurs d'activation : azobisisobutyronitrile (AIBN), peroxydes ;  activation catalysts: azobisisobutyronitrile (AIBN), peroxides;
agents pour la chlorométhylation : chlorométhyl méthyléther CELCIOCH3 en présence d'un catalyseur AICI3OU SnC - Le support échangeur d'anions peut notamment être un support polymère choisi dans le groupe comprenant : agents for chloromethylation: chloromethyl methyl ether CELCIOCH3 in the presence of a catalyst AICI3OU SnC - The anion exchange support may in particular be a polymer support chosen from the group comprising:
les polymères à groupements aminé quaternaire de type polymère-NR3 + / X" et/ou polymère-N(ROH)(R')2 + / X" ; polymers with quaternary amine groups of the polymer-NR 3 + / X " and / or N-polymer (ROH) (R ') 2 + / X "type;
- les polymères à groupements aminé tertiaire de type polymère-NHR2 + / X" ; polymers with tertiary amine groups of the polymer-NHR 2 + / X "type ;
les polymères à groupements aminé secondaire et/ou primaire de type polymère- NH2R+ / X" et/ou polymère-NH3 + / X" ; polymers with secondary and / or primary amine groups of the polymer-NH 2 R + / X " and / or polymer-NH 3 + / X "type;
les polymères à groupements sulfonium de type polymère-SR2 + / X" ; polymers containing sulfonium groups of the polymer-SR 2 + / X "type ;
R et R' étant définis ci-dessus en tant que groupements alkyle ou groupement aryle. Les groupements R et R' sont avantageusement un groupement CH3. R and R 'being defined above as alkyl groups or aryl groups. The groups R and R 'are advantageously a CH 3 group.
Le support échangeur d'anions peut notamment être un copolymère de styrène et de divinylbenzène ou un copolymère d'acrylique et de divinylbenzène. Le divinylbenzène joue alors le rôle de réticulant. Le support polymère échangeur d'anions peut notamment correspondre au copolymère fonctionnalisé (anions libres X") de styrène et divinylbenzène correspondant au numéro CAS 60177-39-1. The anion exchange medium can in particular be a copolymer of styrene and divinylbenzene or a copolymer of acrylic and divinylbenzene. Divinylbenzene then plays the role of crosslinking agent. The anion-exchange polymer support may especially correspond to the functionalized copolymer (free anions X " ) of styrene and divinylbenzene corresponding to the CAS number 60177-39-1.
Comme déjà indiqué, le support échangeur d'anions comprend des groupements cationiques fixes. As already indicated, the anion exchange support comprises fixed cationic groups.
Les groupements cationiques fixes du support échangeur d'anions sont avantageusement des groupements choisis dans le groupe comprenant : -NH3 + ; -NR3 + ; -NHR2 + ; -NH2R+ ; -N(ROH)(R')2 + ; et -SR2 + ; R et R' étant un alkyle ou un aryle. Les groupements R et R' sont avantageusement un groupement CH3. The cationic fixed groups of the anion exchange support are advantageously groups chosen from the group comprising: -NH 3 + ; -NR 3 + ; -NHR 2 + ; -NH 2 R + ; -N (ROH) (R ') 2 + ; and -SR 2 + ; R and R 'being alkyl or aryl. The groups R and R 'are advantageously a CH 3 group.
La présente invention peut également mettre en œuvre un support échangeur de cations comprenant des cations libres Ct +. Ces cations libres Ct + sont avantageusement choisis dans le groupe comprenant les ions Na+ ; H+ ; K+; et leurs mélanges. De manière avantageuse, le support échangeur de cations comprenant des cations libres Ct + comprend des anions fixes pouvant être choisis parmi -S03 " ; -H2P04 ~ ; - COO ; et - CH2-COO\ The present invention can also implement a cation exchange support comprising free cations C t + . These free cations C t + are advantageously chosen from the group comprising Na + ions; H + ; K + ; and their mixtures. Advantageously, the cation exchange medium comprising free cations C t + comprises fixed anions may be selected from -S0 3 "-H 2 P0 4 ~; COO -, and - CH 2 -COO \
Le support échangeur de cations peut être un polymère d'au moins un monomère choisi dans le groupe comprenant le styrène ; le divinylbenzène ; l'acrylique ; et leurs mélanges. Il peut notamment s'agir d'un support échangeur de cations choisi dans le groupe comprenant : The cation exchange support may be a polymer of at least one monomer selected from the group consisting of styrene; divinylbenzene; acrylic; and their mixtures. It may especially be a cation exchange support selected from the group comprising:
les polymères à groupements sulfoniques de type polymère-S03 " / Ct + ; polymers with sulphonic groups of polymer type -SO 3 " / C t + ;
les polymères à groupements phosphore de type polymère-H2P04_ / Ct + ; polymers with phosphorus groups of polymer type -H 2 PO 4 _ / C t + ;
- les polymères à groupements carboxyliques de type polymère-C007 Ct + ; polymers with carboxylic groups of the polymer-C007 C t + type ;
les polymères à groupements carboxyméthyl de type polymère- CH2-COO" / Ct +. polymers with carboxymethyl groups of the polymer-CH 2 -COO " / C t + type .
Selon un mode de réalisation particulier, un mélange d'au moins un support échangeur d'anions et d'au moins un support échangeur de cations peut être utilisé. Dans ce cas, l'oxygène et d'éventuelles impuretés issues de la génération de l'hydrogène peuvent être simultanément piégées. Ce mélange peut notamment correspondre au copolymère fonctionnalisé (anions libres X", cations libres Ct ) de styrène et divinylbenzène correspondant au numéro CAS 79956-14-2. La préparation des supports échangeurs d'anions ou de cations mis en œuvre dans l'invention est réalisée selon les techniques conventionnelles faisant partie des connaissances générales de l'homme du métier. According to a particular embodiment, a mixture of at least one anion exchange support and at least one cation exchange support can be used. In this case, the oxygen and any impurities from the generation of hydrogen can be simultaneously trapped. This mixture may especially correspond to the functionalized copolymer (free anions X " , free cations C t ) of styrene and divinylbenzene corresponding to the CAS number 79956-14-2.The preparation of the anion-exchange or cation-exchange supports implemented in the The invention is carried out according to conventional techniques forming part of the general knowledge of those skilled in the art.
A titre d'exemple, un support échangeur d'anions peut être fonctionnalisé avec des anions S03 2" par passage d'une solution à base d'ions S03 2", par exemple une solution aqueuse de Na2S03 ou de KHSO3. Un échange entre les anions du support échangeur d'anions, par exemples des ions OH", et les ions sulfite S03 2" est réalisé. Les ions sulfite fonctionnalisent alors le support échangeur d'anions. Le nombre de sites effectivement fonctionnalisés peut être optimisé en réalisant plusieurs passages d'une solution à base d'anions X" ou de cations Ct +, ou en adaptant la concentration. By way of example, an anion exchange support can be functionalized with S0 3 2 " anions by passing an S0 3 2" ion-based solution, for example an aqueous solution of Na 2 SO 3 or KHSO3. Exchange between the anions of the anion exchange carrier, for example OH " ions, and sulfite ions S0 3 2" is carried out. The sulphite ions then functionalize the anion exchange support. The number of effectively functionalized sites can be optimized by carrying out several passages of an X " anion solution or C t + cations, or by adjusting the concentration.
Une fonctionnalisation partielle peut être intéressante lorsque le support échangeur d'anions est également utilisé pour piéger des impuretés résultant de la réaction de génération d'hydrogène. Ainsi, un support échangeur d'anions comprenant à la fois des anions libres X" et des anions libres OH" peut remplir ce double rôle de piégeur d'oxygène gazeux et d'impuretés. De manière avantageuse, le support échangeur d'ions (anions ou cations) présente une capacité d'échange comprise entre 0,8 eq/L et 4,5 eq/L, plus avantageusement entre 4 et 4.5 eq/L (1 eq/L = 1 équivalent par litre de support échangeur d'ions). La capacité d'échange permet d'exprimer le nombre de sites du polymère pouvant échanger des charges. Un équivalent correspond à une mole d'ions de charge +1 ou -1 ou une demie mole d'ions de charge +2 ou -2. Plus la capacité d'échange est importante, plus le support échangeur d'ions comprend d'ions pouvant être substitués, et plus la quantité d'oxygène ou d'impuretés pouvant être piégée est importante. Partial functionalization may be advantageous when the anion exchange carrier is also used to trap impurities resulting from the hydrogen generation reaction. Thus, an anion exchange support comprising both free anions X " and free anions OH " can fulfill this dual role of oxygen scavenger gaseous and impurities. Advantageously, the ion exchange support (anions or cations) has an exchange capacity of between 0.8 eq / L and 4.5 eq / L, more advantageously between 4 and 4.5 eq / L (1 eq / l). L = 1 equivalent per liter of ion exchange support). The exchange capacity makes it possible to express the number of sites of the polymer that can exchange charges. An equivalent corresponds to one mole of +1 or -1 charge ions or half a mole of +2 or -2 charge ions. The greater the exchange capacity, the more ion exchange medium comprises of ions that can be substituted, and the greater the amount of oxygen or impurities that can be trapped.
Comme déjà indiqué, selon un mode de réalisation particulier, le support échangeur d'anions peut être un mélange de support échangeur d'anions et de support échangeur de cations. Outre les anions X", le support échangeur d'anions peut ainsi comprendre des anions libres OH", Cl", S04 2~, HC03 ~et/ou des cations libres Na+, H+, K+. As already indicated, according to a particular embodiment, the anion exchange medium may be a mixture of anion exchange support and cation exchange support. In addition to the X " anions, the anion exchange support can thus comprise free anions OH " , Cl " , S0 4 2 ~ , HC0 3 ~ and / or free Na + , H + , K + cations.
La présence simultanée de groupements échangeurs d'anions et de cations permet : - d'absorber l'oxygène, par exemple par oxydation des ions libres S03 2~ en S04 2~ ; de filtrer les impuretés pouvant résulter de la génération de l'hydrogène par exemple. Comme déjà indiqué, il peut s'agir des impuretés NaB02 ou NaOH résultant de la réaction d'hydrolyse du NaBH4. En effet, dans un générateur d'hydrogène, l'hydrogène peut être avantageusement généré par hydrolyse d'un borohydrure, plus avantageusement par hydrolyse du borohydrure NaBH4 selon la réaction suivante : The simultaneous presence of anion and cation exchange groups makes it possible: to absorb oxygen, for example by oxidation of free ions S0 3 2 ~ to S0 4 2 ~ ; to filter the impurities that may result from the generation of hydrogen, for example. As already indicated, it may be impurities NaB0 2 or NaOH resulting from the hydrolysis reaction of NaBH 4 . Indeed, in a hydrogen generator, the hydrogen can be advantageously generated by hydrolysis of a borohydride, more advantageously by hydrolysis of the borohydride NaBH 4 according to the following reaction:
NaBH4 + (2+x) H20 -> 4 H2 + NaB02.xH20 Cette réaction est généralement facilitée par la présence d'un catalyseur, dont l'activité est maintenue en empêchant son oxydation, grâce au piégeage de l'oxygène selon l'invention. NaBH 4 + (2 + x) H 2 0 -> 4 H 2 + NaB0 2 .xH 2 0 This reaction is generally facilitated by the presence of a catalyst, the activity of which is maintained by preventing its oxidation, by trapping oxygen according to the invention.
De manière générale, dans un procédé selon l'invention, le support échangeur d'anions est maintenu hors de toute solution afin d'éviter tout échange éventuel entre les anions libres X" servant à piéger l'oxygène et des anions présents en solution, par exemple les anions BH4 " ou B02 ". En outre, la présence du support échangeur d'ions (anions et/ou cations) en solution ne permettrait pas de purifier l'hydrogène généré. La présente invention concerne également un dispositif comprenant le support échangeur d'anions libres X" dans le but de piéger de l'oxygène gazeux. Plus précisément, le dispositif de piégeage de l'oxygène gazeux selon l'invention comprend un support échangeur d'anions, ledit support échangeur d'anions comprenant des groupements cationiques fixes et des anions libres X", X" étant un anion choisi dans le groupe comprenant S03 2~; S2O52"; S2O72", N02 ~ ; et leurs mélanges. In general, in a process according to the invention, the anion exchange support is kept out of any solution in order to avoid any exchange between the free anions X " used to trap oxygen and anions present in solution, for example, the BH 4 " or B0 2 " anions Furthermore, the presence of the ion exchange support (anions and / or cations) in solution would not allow the hydrogen generated to be purified The present invention also relates to a device comprising the free anion exchanger support X " for the purpose of trapping gaseous oxygen. More specifically, the device for trapping gaseous oxygen according to the invention comprises an anion exchange support, said anion exchange support comprising fixed cationic groups and free anions X " , X " being an anion chosen from the group comprising S0 3 2 ~ ; S2O5 2 " ; S2O7 2" , N0 2 ~ ; and their mixtures.
Ce dispositif peut être intégré dans un générateur d'hydrogène. Ainsi, l'hydrogène généré peut notamment être purifié par élimination de l'éventuel oxygène gazeux présent, par passage dans le dispositif selon l'invention. L'invention et les avantages qui en découlent ressortiront mieux des figures et des exemples suivants donnés afin d'illustrer l'invention et non de manière limitative. This device can be integrated into a hydrogen generator. Thus, the hydrogen generated can in particular be purified by eliminating the possible oxygen gas present, by passing through the device according to the invention. The invention and the advantages thereof will become more apparent from the following figures and examples given in order to illustrate the invention and not in a limiting manner.
DESCRIPTION DES FIGURES La figure 1 illustre un générateur d'hydrogène conventionnel. DESCRIPTION OF THE FIGURES Figure 1 illustrates a conventional hydrogen generator.
La figure 2 illustre le procédé de fonctionnalisation des anions S03 2~ sur un support échangeur d'ions et l'absorption de l'oxygène sur ce support échangeur d'ions. FIG. 2 illustrates the method of functionalization of S0 3 2 anions on an ion exchange support and the absorption of oxygen on this ion exchange support.
Les figures 3 et 4 illustrent le procédé selon l'invention permettant de piéger l'oxygène gazeux présent dans un générateur d'hydrogène.  Figures 3 and 4 illustrate the method according to the invention for trapping gaseous oxygen present in a hydrogen generator.
La figure 5 illustre l'évolution de la pression du générateur d'hydrogène en fonction du temps en présence d'un support échangeur d'ions selon l'invention (fonctionnaliséeFIG. 5 illustrates the evolution of the pressure of the hydrogen generator as a function of time in the presence of an ion exchange support according to the invention (functionalized
S03 2") ou de Na2S03 solide. S0 3 2 " ) or solid Na 2 SO 3 .
La figure 6 illustre l'évolution du volume d'oxygène absorbé en fonction du temps en présence d'un support échangeur d'ions selon l'invention (fonctionnalisée S03 2~) ou de Na2S03 solide. FIG. 6 illustrates the evolution of the volume of oxygen absorbed as a function of time in the presence of an ion exchange support according to the invention (functionalized S0 3 2 ~ ) or of solid Na 2 SO 3 .
La figure 7 représente un dispositif comprenant un générateur d'hydrogène et un collecteur de condensât issu du générateur d'hydrogène.  Figure 7 shows a device comprising a hydrogen generator and a condensate collector from the hydrogen generator.
La figure 8 illustre la fonctionnalisation partielle d'un support échangeur d'anions et de cations avec des ions S03 2" et Na+. FIG. 8 illustrates the partial functionalization of an anion and cation exchange support with S0 3 2 " and Na + ions.
La figure 9 illustre le piégeage de l'oxygène et la purification de l'hydrogène selon l'invention. Figure 9 illustrates the entrapment of oxygen and the purification of hydrogen according to the invention.
La figure 10 représente l'évolution de la pression du générateur d'hydrogène en fonction du temps en présence d'un support échangeur d'ions (fonctionnalisée S03 2") selon l'invention. Figure 10 shows the evolution of the pressure of the hydrogen generator as a function of time in the presence of an ion exchange carrier (functionalized S0 3 2 ") according to the invention.
La figure 11 représente le pH des condensais issus du générateur pendant l'hydrolyse du NaBH4 selon un mode de réalisation de l'invention et selon un contre-exemple. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION FIG. 11 represents the pH of the condensates coming from the generator during the hydrolysis of NaBH 4 according to one embodiment of the invention and according to a counterexample. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
La figure 1 représente un générateur d'hydrogène conventionnel (1) comprenant : un milieu réactionnel (2) permettant de générer de l'hydrogène, notamment par hydrolyse de borohydrure ; FIG. 1 represents a conventional hydrogen generator (1) comprising: a reaction medium (2) making it possible to generate hydrogen, in particular by hydrolysis of borohydride;
un catalyseur (3) ;  a catalyst (3);
une chambre (4) assurant l'interface entre le milieu réactionnel (2) et la vanne de sortie (6) de l'hydrogène généré ;  a chamber (4) providing the interface between the reaction medium (2) and the outlet valve (6) of the generated hydrogen;
une membrane (5) poreuse aux gaz (hydrogène et oxygène) et préférablement imperméable aux liquides permettant l'entrée de l'hydrogène dans la chambre (4).  a membrane (5) porous to gases (hydrogen and oxygen) and preferably liquid impermeable for the entry of hydrogen into the chamber (4).
La figure 2 illustre la fonctionnalisation d'un support échangeur d'ions par échange des anions OH" libres avec des anions libres X" = SO3 2". Une fois la fonctionnalisation réalisée au moins partiellement, le support peut être utilisé dans le cadre de la présente invention selon l'étape de piégeage de l'oxygène également illustrée par la figure 2. Les cations fixes de ce support sont des ammonium-NR3 +. FIG. 2 illustrates the functionalization of an ion exchange support by exchange of free OH " anions with free anions X " = SO 3 2 " . Once the functionalization is carried out at least partially, the support can be used in the context of of the present invention according to the oxygen scavenging step also illustrated in Figure 2. The fixed cations of this support are ammonium-NR 3 + .
Le support échangeur d'ions (7) peut être positionné dans tout endroit du générateur d'hydrogène (1). Cependant, et de manière avantageuse, il n'est pas totalement immergé dans le milieu réactionnel (2), de manière à éviter tout échange rapide entre les anions libres X" du support échangeur d'ions (7) et par exemple les ions de type BH4 " que peut comprendre le milieu réactionnel (2). The ion exchange support (7) can be positioned in any location of the hydrogen generator (1). However, and advantageously, it is not totally immersed in the reaction medium (2), so as to avoid any rapid exchange between the free anions X " of the ion exchange medium (7) and for example the ionic ions. type BH 4 " that can understand the reaction medium (2).
Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, le support échangeur d'ions (7) (anions et éventuellement cations) est avantageusement positionné dans la chambre (4) (figure 3). Ainsi, il permet de piéger l'oxygène gazeux présent dans le générateur d'hydrogène et empêche ainsi le vieillissement du catalyseur (3) par oxydation (figure 4). Le piégeage de l'oxygène est donc avantageusement réalisé avant le début de la génération d'hydrogène. Cependant, la présente invention permet le piégeage continu de l'oxygène gazeux, pendant la génération d'hydrogène. According to a preferred embodiment of the invention, the ion exchange support (7) (anions and optionally cations) is advantageously positioned in the chamber (4) (FIG. 3). Thus, it makes it possible to trap the oxygen gas present in the hydrogen generator and thus prevents the aging of the catalyst (3) by oxidation (FIG. 4). The oxygen scavenging is therefore advantageously carried out before the start of hydrogen generation. However, the present invention allows for the continuous entrapment of gaseous oxygen during the generation of hydrogen.
Une fois l'hydrogène généré, il est évacué du générateur d'hydrogène (1) par la valve (6) après avoir été mis en contact avec le support échangeur d'ions (7). Optionnellement, l'hydrogène peut ensuite être purifié par passage dans un dispositif (8) permettant la condensation d'éventuelles impuretés, et par passage à travers un filtre (9) (figure 7). Comme déjà indiqué, le principal rôle du support échangeur d'ions (7) est de piéger l'oxygène gazeux grâce aux anions libres X". Once the hydrogen is generated, it is removed from the hydrogen generator (1) by the valve (6) after being brought into contact with the ion exchange medium (7). Optionally, the hydrogen can then be purified by passing through a device (8) allowing the condensation of any impurities, and by passing through a filter (9) (Figure 7). As already indicated, the main role of the ion exchange support (7) is to trap the oxygen gas by means of the free anions X " .
Selon un mode de réalisation particulier, le support échangeur d'ions (7) peut piéger l'oxygène gazeux grâce aux anions libres X" et d'éventuelles impuretés résultant de la génération d'hydrogène. Dans ce cas, le support échangeur d'ions (7) peut être le mélange d'un support échangeur d'anions comprenant des anions libres X" et d'un support échangeur de cations comprenant des cations libres Ct +. La figure 8 représente la fonctionnalisation partielle d'un mélange contenant : According to a particular embodiment, the ion exchange support (7) can trap the oxygen gas by means of the free anions X " and any impurities resulting from the generation of hydrogen. Ions (7) can be the mixture of an anion exchange support comprising free anions X " and a cation exchange support comprising free cations C t + . FIG. 8 represents the partial functionalization of a mixture containing:
un support échangeur d'anions ayant des groupements fixes -NR3 + et des anions libres OH" ; an anion exchange support having fixed groups -NR 3 + and free anions OH " ;
un support échangeur de cations ayant des groupements fixes -S03 " et des cations libres H+. a cation exchange support having fixed groups -SO 3 " and free cations H + .
Selon le mode de réalisation particulier illustré par la figure 8, la fonctionnalisation simultanée de ces deux supports est réalisée par échange avec une solution de Na2S03. According to the particular embodiment illustrated in FIG. 8, the simultaneous functionalization of these two supports is carried out by exchange with a solution of Na 2 SO 3 .
A l'issue de la fonctionnalisation partielle, les anions libres S03 2" et OH" ainsi que les cations libres Na+ et H+ peuvent piéger l'oxygène gazeux et les éventuelles impuretés cationiques X+ et anioniques Y" (figure 9). At the end of the partial functionalization, the free anions S0 3 2 " and OH " as well as the free Na + and H + cations can trap oxygen gas and any X + and anionic cationic impurities Y " (FIG. 9). .
Ainsi, un support échangeur de cations peut être utilisé pour générer un condensât acide, alors qu'un mélange de supports échangeurs d'anions et de cations permet de générer un condensât avec un pH neutre, indiquant que tous les contaminants ont été piégés par le support et l'hydrogène gazeux est exempt ou essentiellement exempt de contaminants Thus, a cation exchange support can be used to generate an acidic condensate, while a mixture of anion exchange media and cations can generate a condensate with a neutral pH, indicating that all the contaminants have been trapped by the support and the gaseous hydrogen is free or essentially free of contaminants
Cette étape de purification de l'hydrogène peut être très importante notamment lorsque l'hydrogène est destiné à être utilisé dans une pile à combustible. This hydrogen purification step can be very important especially when the hydrogen is intended to be used in a fuel cell.
EXEMPLES DE REALISATION DE L'INVENTION EXAMPLES OF CARRYING OUT THE INVENTION
Deux types de support échangeurs d'anions ont été fonctionnalisés avec des ions sulfite (INV-1 et INV-3) et comparés avec du sulfite de sodium solide (CE-1) ou avec un support échangeur de cations (CE-2). 1/ Comparaison entre un support échangeur d'anions selon l'invention et Na?SC Two types of anion exchange carriers were functionalized with sulfite ions (INV-1 and INV-3) and compared with solid sodium sulfite (CE-1) or with a cation exchange support (CE-2). 1 / Comparison between an anion exchange support according to the invention and Na? SC
1.1/ Préparation d'un support échangeur d'anions ayant des ions sulfites selon l'invention (INV-1) 1.1 / Preparation of an anion exchange medium having sulphite ions according to the invention (INV-1)
Un support commercial échangeur d'anions (polymère référencé Amberjet 4200 de chez Dow Chemical) présentant les propriétés suivantes a été fonctionnalisé : A commercial anion exchange support (polymer referenced Amberjet 4200 from Dow Chemical) having the following properties has been functionalized:
billes sphériques ayant un diamètre compris entre 0,58 et 0,70mm ;  spherical balls having a diameter of between 0.58 and 0.70 mm;
matrice de polymère : copolymère de styrène et de divinylbenzène ;  polymer matrix: copolymer of styrene and divinylbenzene;
- groupe fonctionnel fixe : cation ammonium tertiaire (triméthylammonium) ; fixed functional group: tertiary ammonium cation (trimethylammonium);
forme ionique libre : OH" ; free ionic form: OH " ;
capacité totale d'échange de 1,2 eq/L.  total exchange capacity of 1.2 eq / L.
Il a été fonctionnalisé au laboratoire avec des ions sulfites. It has been functionalized in the laboratory with sulphite ions.
La fonctionnalisation est réalisée selon les étapes suivantes (figure 2) : The functionalization is carried out according to the following steps (FIG. 2):
4g d'une solution contenant 5% en poids de Na2S03 (1,6 mmoles) dans de l'eau distillée sont passés à travers 2,6 ml de support (polymère Amberjet 4200 de chez Dow Chemical) ; 4 g of a solution containing 5% by weight of Na 2 SO 3 (1.6 mmol) in distilled water was passed through 2.6 ml of carrier (Amberjet 4200 polymer from Dow Chemical);
- le support (polymère) ainsi fonctionnalisé est séché sous vide pendant 24 heures à la température ambiante. the support (polymer) thus functionalized is dried under vacuum for 24 hours at room temperature.
Le séchage du polymère fonctionnalisé avec les anions SO3 2" n'est pas essentiel. En revanche, cette étape permet de valider les tests de piégeage de l'oxygène par perte de pression (figure 5). En effet, l'oxygène ne peut pas être dissous dans le support polymère, celui-ci n'étant pas humide. L'oxygène est nécessairement piégé par réaction avec les ions sulfites comme illustré par la figure 2. The drying of the functionalized polymer with the anions SO 3 2 " is not essential, but this step makes it possible to validate the oxygen scavenging tests by loss of pressure (FIG. It can not be dissolved in the polymeric support, since it is not moist, oxygen is necessarily trapped by reaction with the sulphite ions as shown in FIG.
Ainsi, le support polymère fonctionnalisé est évaluée en l'absence tout autre composé. Thus, the functionalized polymeric support is evaluated in the absence of any other compound.
Il est possible de déterminer la quantité exacte d'ions sulfite du support ainsi fonctionnalisé, par exemple, en mesurant la différence de concentration en ions sulfite dans la solution de fonctionnalisation, c'est-à-dire en comparant la concentration en ions sulfite avant et après la fonctionnalisation. Les techniques conventionnelles peuvent être mises en œuvre, notamment la titration iodométrique ou par spectroscopie infrarouge. 1.2/ Evaluation du support échangeur d'anions ayant des ions sulfites selon l 'invention (INV-1) par rapport au sulfite de sodium solide (CE-1) It is possible to determine the exact amount of sulphite ions of the support thus functionalized, for example by measuring the difference in concentration of sulphite ions in the functionalization solution, that is to say by comparing the concentration of sulphite ions before and after the functionalization. Conventional techniques can be implemented, including iodometric or infrared spectroscopy titration. 1.2 / Evaluation of the anion exchange medium with sulphite ions according to the invention (INV-1) relative to solid sodium sulphite (CE-1)
Le piégeage de l'oxygène est évalué dans un dispositif en acier inoxydable comprenant un réservoir de 5mL relié à un capteur de pression. Le volume total est de 71mL (figures 3 et 4). Oxygen trapping is evaluated in a stainless steel device comprising a 5mL tank connected to a pressure sensor. The total volume is 71 mL (Figures 3 and 4).
2,6mL de support polymère fonctionnalisé (INV-1) sont placés dans le réservoir. Un suivi de la pression à l'intérieur du dispositif est réalisé (figure 5). 2.6mL of functionalized polymer support (INV-1) are placed in the reservoir. A monitoring of the pressure inside the device is performed (Figure 5).
La même expérience (CE-1) est réalisée en plaçant 200mg de Na2S03 solide (0,0016 moles de S03 2~) dans le réservoir. 1.3/ Résultats relatifs au piégeage de l 'oxygène (INV-1, CE-1) The same experiment (CE-1) is carried out by placing 200 mg of solid Na 2 SO 3 (0.0016 moles of S0 3 2 ~ ) in the tank. 1.3 / Results for oxygen scavenging (INV-1, CE-1)
Une dépression est observée dans le réservoir contenant le support polymère fonctionnalisé selon l'invention (INV-1). Il y a donc eu absorption d'oxygène (figure 6). Depression is observed in the reservoir containing the functionalized polymer support according to the invention (INV-1). There was therefore oxygen uptake (Figure 6).
En revanche, aucune variation de pression n'est observée pour le contre-exemple CE-1 (Na2S03 solide). Le piégeage de l'oxygène nécessite donc que le sulfite soit sous forme ionique. La présente invention permet de disposer d'un support ayant des cations fixes et des anions libres qui permettent de piéger l'oxygène. On the other hand, no variation of pressure is observed for the counter-example CE-1 (solid Na 2 SO 3 ). The trapping of oxygen therefore requires that the sulphite be in ionic form. The present invention makes it possible to have a support having fixed cations and free anions which make it possible to trap oxygen.
21 Piégeage de l'oxygène et d'impuretés : comparaison entre un mélange de supports échangeurs d'anions et de cations (INV-3) selon l'invention et l'absence de support échangeur d'ions (CE-3) 2.1/ Préparation d'un mélange de supports échangeurs d'anions et de cations selon l 'invention (INV-3) Trapping of oxygen and impurities: comparison between a mixture of anion and cation exchange carriers (INV-3) according to the invention and the absence of ion exchange support (CE-3) 2.1 / Preparation of a mixture of anion exchange media and cations according to the invention (INV-3)
Un support commercial échangeur d'anions et de cations (polymère référencé Amberlite IRN 150 de chez Dow Chemical, CAS 79956-14-2) est fonctionnalisé avec des ions sulfites. Ce support polymère présente les propriétés suivantes : An anion and cation exchange commercial support (polymer referenced Amberlite IRN 150 from Dow Chemical, CAS 79956-14-2) is functionalized with sulphite ions. This polymeric support has the following properties:
billes sphériques ayant un diamètre compris entre 0,58 et 0,70mm ;  spherical balls having a diameter of between 0.58 and 0.70 mm;
matrice du polymère : copolymère de styrène et de divinylbenzène ; groupe fonctionnels fixes : cation ammonium tertiaire (triméthylammonium) pour le polymère échangeur d'anions et anions SO3 2" pour le polymère échangeur de cations ; polymer matrix: copolymer of styrene and divinylbenzene; fixed functional groups: tertiary ammonium cation (trimethylammonium) for the anion exchange polymer and SO 3 2 anions for the cation exchange polymer;
forme ionique libre : OH" pour le polymère échangeur d'anions et H+ pour le polymère échangeur de cations ; free ion form: OH " for the anion exchange polymer and H + for the cation exchange polymer;
capacité totale d'échange de 1 ,2 eq/L pour les fonctions anioniques libres OH" et 1 ,9 eq/Lpour les fonctions cationiques libres H+. total exchange capacity of 1, 2 eq / L for the free anionic functions OH " and 1, 9 eq / L for the free cationic functions H + .
Ce support polymère échangeur d'ions comprend 50% de fonctions cationiques libres H et 50% de fonctions anioniques libres OH". This ion exchange polymer support comprises 50% of free cationic functions H and 50% of free anionic functions OH " .
La fonctionnalisation est réalisée selon les étapes suivantes : The functionalization is carried out according to the following steps:
5,5mL d'une solution contenant 5%> en poids de Na2S03 dans de l'eau distillée est passée à travers 7,2mL du support échangeur d'anions et de cations ; 5.5 ml of a solution containing 5% by weight of Na 2 SO 3 in distilled water was passed through 7.2 ml of the anion and cation exchange support;
- séchage du support échangeur d'ions sous vide pendant 24 heures à la température ambiante. drying of the ion exchange support under vacuum for 24 hours at room temperature.
En considérant un rendement d'échange de 100%, 50%> des sites anioniques libres sont échangés par des ions SO3 2". Le support échangeur d'ions est ainsi partiellement fonctionnalisé avec les ions sulfite (figure 8). Considering an exchange efficiency of 100%, 50% of the free anionic sites are exchanged with SO 3 2 - ions, the ion exchange support is thus partially functionalized with the sulphite ions (FIG.
2.2/ Piégeage de l 'oxygène (INV-3) 2.2 / Entrapment of oxygen (INV-3)
Le piégeage de l'oxygène est évalué dans un dispositif en acier inoxydable comprenant un réservoir de 5mL relié à un capteur de pression (figure 7). Le volume total est de 71mL. Oxygen trapping is evaluated in a stainless steel device comprising a 5mL tank connected to a pressure sensor (Figure 7). The total volume is 71mL.
1 ,6g de support échangeur d'ions sont placés dans le réservoir (INV-3), plus précisément dans la chambre connectée à la vanne de sortie de l'hydrogène (figure 7). Ce générateur correspond au dispositif du point 1.21 ci-dessus. 1, 6 g of ion exchange support are placed in the tank (INV-3), more precisely in the chamber connected to the hydrogen outlet valve (FIG. 7). This generator corresponds to the device in 1.21 above.
Un suivi de la pression à l'intérieur du dispositif est réalisé (figure 10). A monitoring of the pressure inside the device is performed (Figure 10).
Une dépression est observée dans le générateur d'hydrogène, ce qui démontre le piégeage de l'oxygène. 2.3/ Piégeage d'impuretés (INV-3, CE-3) Depression is observed in the hydrogen generator, which demonstrates oxygen scavenging. 2.3 / Entrapment of impurities (INV-3, CE-3)
Le générateur d'hydrogène du point 2.2/ ci-dessus est activé de manière à générer de l'hydrogène par hydrolyse de 10g de NaBH4. 160mg de support échangeur d'ions sont utilisés. The hydrogen generator of item 2.2 / above is activated to generate hydrogen by hydrolysis of 10 g of NaBH 4 . 160mg of ion exchange support are used.
Pendant toute la durée de fonctionnement du générateur d'hydrogène, le condensât issu du générateur est piégé et collecté (figure 7). Une fois la génération d'hydrogène terminée, une mesure du pH du condensât est effectuée (figure 11). Throughout the life of the hydrogen generator, the condensate from the generator is trapped and collected (Figure 7). Once the hydrogen generation is complete, a measurement of the pH of the condensate is carried out (FIG. 11).
Une comparaison est réalisée avec un générateur ne contenant pas de support échangeur d'ions, la chambre connectée à la vanne de sortie de l'hydrogène étant vide (CE-3). Le pH du condensât issu du générateur contenant le support échangeur d'ions partiellement fonctionnalisé (INV-3) est neutre alors que le pH du condensât issu du générateur ne contenant pas de support échangeur d'ions (CE-3) est basique (figure 11). Les impuretés issues de la réaction d'hydrolyse de NaBH4 en présence du catalyseur à base de cobalt sont piégées par le support échangeur d'ions qui remplit la fonction de filtre. A comparison is made with a generator containing no ion exchange support, the chamber connected to the hydrogen outlet valve being empty (CE-3). The pH of the condensate from the generator containing the partially functionalized ion exchange support (INV-3) is neutral while the pH of the condensate from the generator does not contain ion exchange support (CE-3) is basic (FIG. 11). The impurities resulting from the hydrolysis reaction of NaBH 4 in the presence of the cobalt-based catalyst are trapped by the ion exchange support which fulfills the filter function.
Ainsi, ce type de support échangeur d'ions partiellement fonctionnalisé permet de piéger l'oxygène présent dans le volume libre et les impuretés ioniques issues de l'hydrolyse de NaBH4. Thus, this type of partially functionalized ion exchange support makes it possible to trap the oxygen present in the free volume and the ionic impurities resulting from the hydrolysis of NaBH 4 .

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de piégeage d'oxygène selon lequel on met en contact de l'oxygène gazeux avec un support échangeur d'anions, ledit support échangeur d'anions comprenant des groupements cationiques fixes et des anions libres X", An oxygen scavenging method in which gaseous oxygen is contacted with an anion exchange support, said anion exchange support comprising fixed cationic groups and free X " anions,
X" étant un anion choisi dans le groupe comprenant S03 2~ ; S2O52" ; S2O72", N02 ~ ; et leurs mélanges. X " being an anion selected from the group consisting of S0 3 2 ~ ; S 2 O 5 2" ; S2O7 2 " , N0 2 ~ and mixtures thereof.
Procédé de piégeage d'oxygène selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support échangeur d'anions présente une capacité d'échange comprise entre 0,8 eq/L et 4,5 eq/L. Oxygen scavenging method according to claim 1, characterized in that the anion exchange medium has an exchange capacity of between 0.8 eq / L and 4.5 eq / L.
Procédé de piégeage d'oxygène selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le support échangeur d'anions est un support polymère ou un support minéral. Oxygen scavenging method according to claim 1 or 2, characterized in that the anion exchange carrier is a polymeric carrier or a mineral carrier.
Procédé de piégeage d'oxygène selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les groupements cationiques fixes du support échangeur d'anions sont des groupements choisis dans le groupe comprenant : An oxygen scavenging method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fixed cationic groups of the anion exchange support are groups selected from the group consisting of:
-NH3 + ; -NR3 + ; -NHR2 + ; -NH2R+ ; -N(ROH)(R')2 + ; et -SR2 + ; R et R' étant un alkyle ou un aryle. -NH 3 + ; -NR 3 + ; -NHR 2 + ; -NH 2 R + ; -N (ROH) (R ') 2 + ; and -SR 2 + ; R and R 'being alkyl or aryl.
Procédé de piégeage d'oxygène selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le support échangeur d'anions est un support polymère choisi dans le groupe comprenant : An oxygen scavenging method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the anion exchange carrier is a polymeric carrier selected from the group consisting of:
les polymères à groupements aminé quaternaire de type polymère-NR3 + / X" et/ou polymère-N(ROH)(R')2 + / X" ; polymers with quaternary amine groups of the polymer-NR 3 + / X " and / or N-polymer (ROH) (R ') 2 + / X "type;
les polymères à groupements aminé tertiaire de type polymère-NHR2 + / X" ; les polymères à groupements aminé secondaire et/ou primaire de type polymère-NH2R+ / X" et/ou polymère-NH3 + /X" ; polymers with tertiary amine groups of the polymer-NHR 2 + / X "type ; polymers with secondary and / or primary amine groups of the polymer-NH 2 R + / X " and / or polymer-NH 3 + / X "type ;
les polymères à groupements sulfonium de type polymère-SR2 + / X" ; polymers containing sulfonium groups of the polymer-SR 2 + / X "type ;
R et R' étant un alkyle ou un aryle. R and R 'being alkyl or aryl.
Procédé de piégeage d'oxygène selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le support échangeur d'anions est un copolymère de styrène et de divinylbenzène ou un copolymère d'acrylique et de divinylbenzène. Procédé de piégeage d'oxygène gazeux dans un générateur d'hydrogène, comprenant les étapes suivantes : An oxygen scavenging method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the anion exchange carrier is a copolymer of styrene and divinylbenzene or a copolymer of acrylic and divinylbenzene. A process for trapping gaseous oxygen in a hydrogen generator, comprising the steps of:
on place, dans un générateur d'hydrogène, au moins un support échangeur d'anions comprenant des groupements cationiques fixes et des anions libres X ,  at least one anion exchange medium comprising fixed cationic groups and free anions X is placed in a hydrogen generator,
X" étant un anion choisi dans le groupe comprenant S03 2~, S2O5 2", S2O7 2", NO2 ", et leurs mélanges ; X " being an anion selected from the group consisting of S0 3 2 ~ , S 2 O 5 2" , S 2 O 7 2 " , NO 2 " , and mixtures thereof;
on piège de l'oxygène gazeux selon l'une des revendications 1 à 6 ;  oxygen gas is trapped according to one of claims 1 to 6;
on génère de l'hydrogène.  hydrogen is generated.
Procédé de piégeage d'oxygène gazeux et de purification d'hydrogène dans un générateur d'hydrogène, comprenant les étapes suivantes : A process for trapping gaseous oxygen and purifying hydrogen in a hydrogen generator, comprising the steps of:
on place, dans un générateur d'hydrogène un support échangeur d'ions constitué de :  placing in an hydrogen generator an ion exchange support consisting of:
au moins un support échangeur d'anions comprenant des groupements cationiques fixes et des anions libres X", X" étant un anion choisi dans le groupe comprenant S03 2~, S2O52", S2O72", N02 ~, et leurs mélanges ; et at least one anion exchange medium comprising fixed cationic groups and free anions X ", X" is an anion selected from the group consisting of S0 3 2 ~, S2O5 2 ", 2 S2O7" ~ N0 2, and mixtures; and
au moins un support échangeur de cations comprenant des cations libres at least one cation exchange carrier comprising free cations
Ct + ; C t + ;
on piège de l'oxygène gazeux selon l'une des revendications 1 à 6 ;  oxygen gas is trapped according to one of claims 1 to 6;
on génère de l'hydrogène ;  hydrogen is generated;
on purifie l'hydrogène par mise en contact de l'hydrogène généré avec le support échangeur d'ions.  the hydrogen is purified by contacting the generated hydrogen with the ion exchange support.
Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les cations libres Ct + sont choisis dans le groupe comprenant les ions Na+, H+, K+, et leurs mélanges. Process according to Claim 8, characterized in that the free cations C t + are chosen from the group comprising the Na + , H + , K + ions and their mixtures.
Procédé de piégeage d'oxygène selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé : Oxygen scavenging method according to one of Claims 1 to 9, characterized:
• en ce que le support échangeur d'anions présente une capacité d'échange comprise entre 0,8 eq/L et 4,5 eq/L ; et  In that the anion exchange support has an exchange capacity of between 0.8 eq / L and 4.5 eq / L; and
• en ce que les groupements cationiques fixes du support échangeur d'anions sont des groupements choisis dans le groupe comprenant :  In that the cationic fixed groups of the anion exchange support are groups chosen from the group comprising:
-NH3 + ; -NR3 + ; -NHR2 + ; -NH2R+ ; -N(ROH)(R')2 + ; et -SR2 + ; R et R' étant un alkyle ou un aryle. Dispositif de piégeage de l'oxygène gazeux, comprenant un support échangeur d'anions, ledit support échangeur d'anions comprenant des groupements cationiques fixes et des anions libres X", -NH 3 + ; -NR 3 + ; -NHR 2 + ; -NH 2 R + ; -N (ROH) (R ') 2 + ; and -SR 2 + ; R and R 'being alkyl or aryl. Apparatus for trapping gaseous oxygen, comprising an anion exchange support, said anion exchange support comprising fixed cationic groups and free X " anions,
X" étant un anion choisi dans le groupe comprenant S03 2~, S2O52", S2O72", N02 ~, et leurs mélanges. X " being an anion selected from the group consisting of S0 3 2 ~ , S2O5 2" , S2O7 2 " , N0 2 ~ , and mixtures thereof.
Dispositif de piégeage de l'oxygène gazeux selon la revendication 11, caractérisé en ce que le support échangeur d'anions présente une capacité d'échange comprise entre 0,8 eq/L et 4,5 eq/L. Device for trapping gaseous oxygen according to claim 11, characterized in that the anion exchange medium has an exchange capacity of between 0.8 eq / L and 4.5 eq / L.
Dispositif de piégeage de l'oxygène gazeux selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que les groupements cationiques fixes sont choisis dans le groupe comprenant : Device for trapping gaseous oxygen according to claim 10 or 11, characterized in that the fixed cationic groups are chosen from the group comprising:
-NH3 + ; -NR3 + ; -NHR2 + ; -NH2R+ ; -N(ROH)(R')2 + ; et -SR2 + ; R et R' étant un alkyle ou un aryle. -NH 3 + ; -NR 3 + ; -NHR 2 + ; -NH 2 R + ; -N (ROH) (R ') 2 + ; and -SR 2 + ; R and R 'being alkyl or aryl.
PCT/FR2016/052050 2015-08-13 2016-08-08 Process for trapping oxygen WO2017025685A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1557706A FR3040002A1 (en) 2015-08-13 2015-08-13 PROCESS FOR TRAPPING OXYGEN
FR1557706 2015-08-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017025685A1 true WO2017025685A1 (en) 2017-02-16

Family

ID=54848688

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/FR2016/052050 WO2017025685A1 (en) 2015-08-13 2016-08-08 Process for trapping oxygen

Country Status (2)

Country Link
FR (1) FR3040002A1 (en)
WO (1) WO2017025685A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999027005A2 (en) * 1997-11-21 1999-06-03 W.R. Grace & Co.-Conn. Oxygen scavenging hydrotalcite and compositions containing same
EP1245276A2 (en) * 2001-03-30 2002-10-02 Rohm And Haas Company Improved solid media
US20070077480A1 (en) * 2005-10-05 2007-04-05 Curello Andrew J Scavenger materials in fuel cartridge
WO2010031598A1 (en) * 2008-09-17 2010-03-25 Belenos Clean Power Holding Ag Method for producing a radiation grafted polymer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999027005A2 (en) * 1997-11-21 1999-06-03 W.R. Grace & Co.-Conn. Oxygen scavenging hydrotalcite and compositions containing same
EP1245276A2 (en) * 2001-03-30 2002-10-02 Rohm And Haas Company Improved solid media
US20070077480A1 (en) * 2005-10-05 2007-04-05 Curello Andrew J Scavenger materials in fuel cartridge
WO2010031598A1 (en) * 2008-09-17 2010-03-25 Belenos Clean Power Holding Ag Method for producing a radiation grafted polymer

Also Published As

Publication number Publication date
FR3040002A1 (en) 2017-02-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11857919B2 (en) Electrochemical capture of Lewis acid gases
Bayramoglu et al. Adsorption kinetics and thermodynamic parameters of cationic dyes from aqueous solutions by using a new strong cation-exchange resin
He et al. Removal of Cu2+ from aqueous solution by adsorption onto a novel activated nylon-based membrane
Wu et al. Electrospun blend nanofiber membrane consisting of polyurethane, amidoxime polyarcylonitrile, and β-cyclodextrin as high-performance carrier/support for efficient and reusable immobilization of laccase
FR2571628A1 (en) POROUS COMPOSITE MATERIAL, PROCESS FOR PRODUCING THE SAME AND FOR SEPARATING A METALLIC ELEMENT
Wu et al. Adsorption of lanthanum by magnetic alginate‐chitosan gel beads
JP5231300B2 (en) Platinum group metal supported catalyst, method for producing hydrogen peroxide decomposition treatment water, method for producing dissolved oxygen removal treatment water, and method for cleaning electronic components
RU2509731C2 (en) Method of iodide removal
US10115980B2 (en) Cooling module for a fuel cell
MXPA00008351A (en) Process for preparing monodisperse, crosslinked bead polymers having thiourea groups and their use for adsorbing metal compounds.
RU2730337C2 (en) Method of regenerating acrylic resin
AU2017353993A1 (en) Molecularly imprinted polymer beads for extraction of lithium, mercury, and scandium
Zhang et al. Hybridization of Al2O3 microspheres and acrylic ester resins as a synergistic absorbent for selective oil and organic solvent absorption
Dai et al. Crosslinked PVA-based hybrid membranes containing di-sulfonic acid groups for alkali recovery
Chen et al. PAAO cryogels from amidoximated P (acrylic acid-co-acrylonitrile) for the adsorption of lead ion
WO2017025685A1 (en) Process for trapping oxygen
Ali et al. Study on the synthesis of a macroporous ethylacrylate‐divinylbenzene copolymer, its conversion into a bi‐functional cation exchange resin and applications for extraction of toxic heavy metals from wastewater
Singh et al. Chitosan–poly (vinyl alcohol)–ionic liquid-grafted hydrogel for treating wastewater
Zarco-Fernández et al. A new specific polymeric material for mercury speciation: Application to environmental and food samples
Kwak et al. The effect of a molecular weight and an amount of PEGDA (poly (ethylene glycol) diacrylate) on a preparation of sodium methallyl sulfonate-co-PEGDA microspheres and sorption behavior of Co (II)
CN110078968B (en) Amino polycarboxylic acid porous material and preparation method and application thereof
CN113797901A (en) Hydrophilic amidoxime functionalized porous photonic crystal material and preparation method and application thereof
Yamada et al. Adsorption and desorption properties of the chelating membranes prepared from the PE films
US20190151822A1 (en) Composite material, its manufacture and use in gas purification
Wu et al. Aminating modification of viscose fibers and their CO2 adsorption properties

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16763895

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16763895

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1