Caractérisation de la densité de charge de surface de membranes nanoporeuse

Abstract

La sélectivité d’une membrane vis-à-vis d’un soluté dépend en partie de sa structure poreuse (effets stériques) mais il est désormais clairement établi qu’une part non négligeable de la sélectivité est régie par les interactions électrostatiques entre les espèces chargées présentes en solution et la surface de la membrane elle-même chargée dans la plupart des cas. Dès lors, la détermination de paramètres représentatifs des interactions membrane-solution, tels que le potentiel zêta, constitue un atout majeur pour la compréhension et la prévision des performances de filtration d’une membrane. Il s’avère donc essentiel, pour optimiser les conditions d’utilisation d’une membrane, d’étudier préalablement ses propriétés électriques et électrocinétiques. Celle-ci consiste à mesurer le potentiel et le courant d’écoulement, peuvent ensuite être reliés directement à la densité de charge de surface du matériau étudié. Une caractérisation préliminaire réalisée avec des films denses de Téflon nous a permis de valider la méthode de mesure du courant d’écoulement. Cette étape était nécessaire car la mesure du courant d’écoulement est délicate à mettre en œuvre puisque les courants mesurés n’excèdent pas quelques dizaines de nanoampères. Les résultats obtenus avec une membrane polyamide NF270 ont permis de mettre en évidence la présence d’une charge de surface négative (due à la présence de fonctions acides carboxyliques) et de comprendre les écarts de perméabilités de différents types d’électrolytes à travers cette membrane