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Caractérisation et comportement de suspensions concentrées de nanoparticules sous écoulement : Application aux processus d'agrégation et de rupture

Tourbin, Mallorie (2006) Caractérisation et comportement de suspensions concentrées de nanoparticules sous écoulement : Application aux processus d'agrégation et de rupture. (Characterization and behaviour of dense colloidal suspensions under flow : Application to aggregation and breakage processes.)

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Abstract

L'objectif est d'améliorer la connaissance des méthodes de caractérisation des propriétés granulométriques et structurales de suspensions denses de nanoparticules placées sous des conditions hydrodynamiques comparables à celles de procédés réels. Ce travail porte sur l'agrégation de silice colloïdale en cuve agitée afin de parvenir, par l'exploitation de méthodes de caractérisation en milieu dense en ligne du procédé (spectroscopie acoustique) ainsi qu'en milieu dilué hors ligne, à une meilleure compréhension des mécanismes d'agrégation de nanoparticules. Le suivi des distributions de taille et de la structuration de la suspension a révélé l'existence de deux étapes d'agrégation de cinétiques différentes influencées par la physico-chimie du procédé et par l'hydrodynamique du système. Enfin la modélisation par les bilans de population des processus d'agrégation et de rupture des particules en suspension a permis de justifier les hypothèses émises sur les mécanismes d'agrégation observés. ABSTRACT : The aim of this study is to get a better knowledge of the different characterization techniques of particle size and particle structure for dense colloidal suspensions submitted to hydrodynamic conditions similar to those found in real processes. The aggregation process of colloidal silica in a stirred tank is investigated in this work. The aggregation mechanisms are better understood thanks to the use of on-line characterization method in dense conditions (acoustic spectroscopy) and off-line characterization in diluted conditions. The existence of two aggregation steps with different kinetics was highlighted by the following of the particle size distributions and the suspension structure. The evolution is influenced by the process physico-chemical parameters and the hydrodynamics of the system. Finally, the assumptions formulated for the experimental aggregation mechanisms were justified by the results of a population balance numerical model for aggregation and breakage

Department or laboratory:Laboratoire de Génie Chimique - LGC (Toulouse, France)
Directeur de thèse:Frances, Christine
Uncontrolled Keywords:Nanoparticules - Caractérisation - Diffraction laser - Rupture - Silice colloïdale - Spectroscopie acoustique - Agrégation - Bilan de population
Subjects:Process engineering > Process and environmental engineering
Deposited On:22 February 2008

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