Projets de recherche pour étudiants

Projets de recherche

Revenir à la liste des projets

Maîtrise recherche

Sujet de recherche

Modélisation de la viscosité de systèmes binaires et ternaires de liquides ioniques (i.e. sels fondus à température ambiante)

Directeur/codirecteur

Directeur: Christian Robelin  Codirecteur: Jean-Philippe Harvey  

Affichage

Fin de l'affichage : 01 décembre 2017

Unité(s) et département(s)

Département de génie chimiqueDépartement de génie chimiqueCentre de recherche en calcul thermochimique (CRCT)

Conditions

L'étudiant(e) aura la possibilité de présenter ses travaux de recherche à au moins 1 conférence internationale, telle que EUCHEM (EUropean association for CHEmical and Molecular sciences) Conference on Molten Salts and Ionic Liquids, et COIL (Congress On Ionic Liquids).

Le (la) candidat(e) doit tout d'abord détenir un baccalauréat en science des matériaux, en physique ou en chimie. Il (elle) doit aussi avoir une bonne maîtrise de l'anglais (pour la lecture et la rédaction d'articles scientifiques). Finalement, il (elle) devra également être curieux(se), motivé(e) et prêt(e) à faire partie d'une équipe dynamique.

Description détaillée

Les “liquides ioniques” sont généralement constitués d'un gros cation organique et d'un anion inorganique, et ils fondent à des températures relativement basses (en dessous de 100 oC, et souvent en dessous de la température ambiante). Ils ont une très faible volatilité et sont impliqués dans de nombreuses applications potentielles (solvants et catalyse, électrochimie,…). Depuis l'année 2000 [1], la recherche sur les liquides ioniques a crû de façon très importante et a porté principalement sur la conception de composés purs avec des propriétés “sur mesure”. Comme Plechkova et Seddon l'ont suggéré [1], il serait possible d'utiliser des mélanges ternaires de “liquides ioniques”, où le 1er constituant contrôlerait et définirait la chimie du système, le 2nd constituant permettrait d'ajuster les propriétés physiques du système (telles que la densité et la viscosité), et le 3ème constituant serait peu coûteux et inerte, diminuant ainsi le coût global du système par dilution. Les mélanges de “liquides ioniques” ont été étudiés relativement peu jusqu'à présent, et la plupart des études disponibles portent sur des mélanges binaires [2-4].

Les systèmes ternaires étudiés seront à cation ou anion commun, du type CX – CY – CZ (où C est un gros cation organique tel que le 1-butyl-3-methyl-imidazolium, et X, Y et Z sont trois anions de petite taille tels que Cl[-], NO3[-] et CH3SO3[-]) et C1X – C2X – C3X (où C1, C2 et C3 sont de gros cations organiques, et X est un anion de petite taille). Les données expérimentales nécessaires à la calibration du modèle de viscosité seront issues de la littérature et également obtenues en collaboration avec des centres de recherche européens travaillant dans le domaine des liquides ioniques, avec lesquels le Centre de Recherche en Calcul Thermochimique (CRCT) collabore déjà. Les équations empiriques proposées dans la littérature pour la viscosité de systèmes binaires de liquides ioniques seront testées, et le (la) candidat(e) sera amené(e) à développer un nouveau modèle de viscosité. Il (elle) pourra utiliser comme base de départ un modèle de viscosité basé sur l'équation d'Eyring et conçu au CRCT, ayant été appliqué avec succès à l'électrolyte NaF – AlF3 – CaF2 – Al2O3 [5] utilisé pour produire l'aluminium.

Références :
[1] N.V. Plechkova et K.R. Seddon, Chem. Soc. Rev., 37(1) (2008) 123-150.
[2] H. Niedermeyer, J.P. Hallett, I.J. Villar-Garcia, P.A. Hunt et T. Welton, Chem. Soc. Rev., 41(23) (2012) 7780-7802.
[3] M.T. Clough, C.R. Crick, J. Gräsvik, P.A. Hunt, H. Niedermeyer, T. Welton et O.P. Whitaker, Chem. Sci., 6(2) (2015) 1101-1114.
[4] G. Chatel, J.F.B. Pereira, V. Debbeti, H. Wang et R.D. Rogers, Green Chem., 16(4) (2014) 2051-2083.
[5] C. Robelin et P. Chartrand, J. Chem. Thermodyn., 43(5) (2011) 764-774.

Possibilités de financement

La rémunération de l'étudiant(e) pour ce projet de Maîtrise en Sciences Appliquées (M.Sc.A) sera de $ 17,500 par année. La durée de la maîtrise sera comprise entre 18 et 24 mois (15 crédits de cours + 30 crédits pour le projet de recherche).

Sujets CRSNG

  • 3400 CHIMIE PHYSIQUE

Administration des offres aux étudiants
Aide sur le système d'administration

© École Polytechnique de Montréal
Bottin | Plan du site | Recherche | Conditions