Remarkable catalytic activity of polymeric membranes containing gel-trapped palladium nanoparticles for hydrogenation reactions

Polymeric flat-sheet membranes and hollow fibers were prepared via UV photo-initiated polymerization of acrylic acid at the surface of commercial polyether sulfones (PES) membranes. These polymeric materials permitted to immobilize efficiently palladium nanoparticles (PdNP), which exhibited a mean diameter in the range of 4−6 nm. These materials were synthesized by chemical reduction of Pd(II) precursors in the presence of the corresponding support. We successfully applied the as-prepared catalytic materials in hydrogenation reactions under continuous flow conditions. Flat sheet membranes were more active than hollow fibers due to the flow configuration and defavorable operating conditions. Actually, various functional groups (i.e. CC, CC and NO2) were reduced in flow-through configuration, under mild conditions (between 1.4 and 2.2 bar H2 at 60 °C, using 3.2 mol% of Pd loading), archiving high conversions in short reaction times (12−24 s)

Influence des propriétés d'un réseau polymère sur la synthèse in situ de nanoparticules de palladium : application aux membranes catalytiques de grande efficacité en chimie fine

Des membranes polymères catalytiques ont été préparées via la polymérisation photo-amorcée de monomères acryliques à la surface de membranes support MicroPES(r). Des nanoparticules de palladium (PdNP) avec diamètre moyen compris entre 4 et 10 nm sont ensuite synthétisés et immobilisées dans ces gels polymères greffés. Cette thèse se focalise sur le greffage d'un gel de polymère neutre : (2-hydroxyethyl acrylate) (PHEA), pour négliger les contributions ioniques du réseau polymère sur la synthèse in-situ des PdNP. La stabilisation de PdNP dans le gel de PHEA greffé est possible par des moyens stériques étant donné que la distance entre des chaînes de polymère réticules (entre 0.3 à 2.5 nm) est plus petite que le diamètre moyen de PdNP. Une approche à la fois théorique et expérimentale, sur la base des mecanismes de nucléation et de croissance, permet la conception de PdNP de taille spécifique. La performance catalytique des membranes a été évaluée avec une configuration en filtration traversée. Sur la réaction de couplage de Suzuki-Miyaura, des conversions et sélectivités de 100 % ont été obtenues pour des temps de séjour de 10 secondes avec des membranes planes. Les réactions d'hydrogénation de plusieurs composés aromatiques ont également été testées. Des taux de conversion élevés ont été obtenus en quelques secondes avec des membranes planes en filtration avec des solutions saturés d'H2. Des taux de conversion élevés sont obtenus en seulement quelques minutes avec des membranes fibres creuses catalytiques en mode contacteur permettant une importante intensification du procédé.Catalytic polymeric membranes are prepared via photo-grafting polymerization of neutral acrylic monomers onto the surface of a MicroPES(r) membrane support. Palladium nanoparticles (PdNP) of mean diameter of 4-10 nm are synthetized and immobilized within the grafted polymer gels. The research is focused on grafting a neutral polymer gel: poly (2-hydroxyethyl acrylate) (PHEA), to avoid any ionic contribution of the polymer network on the in-situ synthesis of PdNP. The stabilization of PdNP within the grafted PHEA is achieved by steric means as the distance between polymeric crosslinked chains (ca. 0.3 to 2.5 nm) is smaller than the mean diameter of PdNP. Both theoretical and experimental approaches are presented on the PdNP synthesis as an approach to conceive PdNP of specific sizes using nucleation and growth theories. Catalytic performance of the membranes is evaluated in flow-through configuration. Catalytic tests are performed on Suzuki-Miyaura cross-coupling reactions. Full conversion and selectivity within 10 seconds of residence time using flat sheet membrane are obtained. Hydrogenation of several aromatic compounds are also tested and high conversions were achieved within seconds of residence time using flat sheet membranes in flow-through configuration with H2-saturated solutions and within minutes using catalytic hollow fibers in contactor mode

Wild type and variants of SARS-COV-2 in Parisian sewage: presence in raw water and through processes in wastewater treatment plants

International audienceThe presence of SARS-CoV-2 RNA has been extensively reported at the influent of wastewater treatment plants (WWTPs) worldwide, and its monitoring has been proposed as a potential surveillance tool to early alert of epidemic outbreaks. However, the fate of the SARS-CoV-2 RNA in the treatment process of WWTP has not been widely studied yet; therefore, in this study, we aimed to evaluate the efficiency of treatment processes in reducing SARS-CoV-2 RNA levels in wastewater. The treatment process of three WWTPs of the Parisian area in France was monitored on six different weeks over a period of 2 months (from April 14 to June 9, 2021). SARS-CoV-2 RNA copies were detected using digital polymerase chain reaction (dPCR). Investigation on the presence of variants of concern (Del69-70, E484K, and L452R) was also performed. Additionally, SARS-CoV-2 RNA loads in the WWTPs influents were expressed as the viral concentration in per population equivalent (PE) and showed a good correlation with French public health indicators (incidence rate). SARS-CoV-2 RNA loads were notably reduced along the water treatment lines of the three WWTPs studied (2.5-3.4 log reduction). Finally, very low SARS-CoV-2 RNA loads were detected in effluents (non-detected in over half of the samples) which indicated that the potential risk of the release of wastewater effluents to the environment is probably insignificant, in the case of WWTPs enabling an efficient biological removal of nitrogen

Microplastic accumulation in sewer systems and their pathways to the environment along with combined sewer overflows

International audienc

Accumulation de microplastiques dans les dépôts de réseaux d’eaux usées unitaires et leur transfert vers l'environnement via les déversoirs d’orage

International audienceParticulate contaminants in wastewater can settle down and form in-sewer deposits during transport to wastewater treatment plants. In combined sewer, during wet weather periods, sewer deposits can be remobilized and release the trapped contaminants into wastewater. These contaminants can get discharged along with combined sewer overflows (CSOs) into the environment during intense events. Microplastics (MPs) that are abundantly present in wastewater may behave similarly to particulate contaminants – trapped in sewer deposits and released later into wastewater. The accumulation of MPs in sewer sediments and its contribution to the amount of plastics entering the environment along with CSOs are however unknown. Therefore, this study aims to provide an idea about MPs contamination of sewer deposits and CSOs, thereby increase the knowledge on MPs occurrence and fate in the sewer network – WWTP continuum and their pathways in urban waters before entering the environment.Les contaminants particulaires présents dans les eaux usées peuvent se déposer et former des dépôts dans les réseaux d’assainissement pendant leur transport vers les stations d'épuration. Dans les réseaux unitaires, pendant les périodes de pluie, les dépôts peuvent être remobilisés et transférer vers les eaux usées les contaminants piégés. Ces contaminants peuvent se déverser dans l'environnement via les déversoirs d’orage (DO) lors d'événements intenses. Les microplastiques (MP) qui sont abondamment présents dans les eaux usées peuvent se comporter de la même manière que les contaminants particulaires - piégés dans les dépôts d'égouts et libérés ensuite dans les eaux usées. L'accumulation des MP dans les sédiments des réseaux et leur contribution au flux de microplastiques rejeté dans l'environnement via les DO sont toutefois inconnues. Cette étude vise à fournir une idée de la contamination en MP des dépôts en réseau unitaire et des DO, et contribue à augmenter les connaissances sur l'occurrence et le devenir des MP dans le continuum réseau d'assainissement - STEP avant de rejoindre l’hydrosystème naturel

Microplastiques dans l’agglomération parisienne : 10 ans de recherche

Vidéo associée disponible sur le site de la conférenceInternational audienc