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Luminescent probe synthesis for oxygen visualization technique: Application to the effect of surfactant structure on oxygen mass transfer

Authors :
Gaëlle Lebrun
Bilal El Mokdad
Claude Le Men
Véronique Pimienta
Christophe Coudret
Clément Roux
Gilles Hébrard
Nicolas Dietrich
Toulouse Biotechnology Institute (TBI)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)
Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)
Interactions moléculaires et réactivité chimique et photochimique (IMRCP)
Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)-Institut de Recherche pour le Développement (IRD)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Institut Ecologie et Environnement (INEE)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Fédération de Recherche Fluides, Energie, Réacteurs, Matériaux et Transferts (FERMAT)
Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
IDeAS - Interfaces Dynamiques et Assemblages Stimulables (IDeAS)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Chimie de Toulouse (ICT)
ANR-17-CE06-0001,MAMOTHS,Etude du Transfert de MAtière gaz/liquide en Milieux Micro-structuré pour l'Optimisation de la gestion de TensioactifS.(2017)
Source :
Chemical Engineering Science, Chemical Engineering Science, 2022, 260, ⟨10.1016/j.ces.2022.117921⟩
Publication Year :
2022
Publisher :
HAL CCSD, 2022.

Abstract

International audience; Planar Laser Induced Fluorescence with Inhibition (PLIF-I) is a powerful technique for studying the local gas/liquid oxygen mass transfer from a single rising bubble. However, to track oxygen in the liquid phase, it is necessary to use an oxygen sensitive luminescent probe, which needs to be unreactive toward the liquid phase. This article presents the synthesis of a fluorophore, [Ru(dpp-diSO3)3]Na4, to be used in liquid phases containing anionic molecules. To avoid electrostatic interactions, the fluorophore and the component present in the liquid phase need to have the same charge. Thanks to the use of this new luminescent probe in PLIF-I application, the influence of the chain length of anionic surfactants (dodecyl sulfate sodium salt and tetradecyl sulfate sodium salt) on oxygen mass transfer has been studied at different concentrations (1.3×10-3-2.5×10-7 mol.L-1). Results show that, for a given bulk concentration, the longer the hydrophobic chain, the greater the decrease in velocity and mass transfer coefficient. These results are compared with those of a previous paper dealing with length of cationic and nonionic surfactants and a correlation is proposed, taking account of the intrinsic properties of surfactants and their concentration in the liquid phase.

Details

Language :
English
ISSN :
00092509
Database :
OpenAIRE
Journal :
Chemical Engineering Science, Chemical Engineering Science, 2022, 260, ⟨10.1016/j.ces.2022.117921⟩
Accession number :
edsair.doi.dedup.....c2bbe06d51b9df6c1d7ab42c8610b5e7
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.ces.2022.117921⟩