L'équipe PCMT publie dans Inorganic Chemistry et fait la couverture de la revue
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Julien Margate, premier auteur de l'étude, ainsi que Valérie Vallet et Florent Réal, chercheurs au laboratoire PhLAM et membres de l'équipe PCMT, figurent parmi les auteurs de cette nouvelle publication mise à l'honneur dans la revue Inorganic Chemistry, avec une sélection en couverture. Ce travail a été réalisé en collaboration avec le laboratoire UCCS (CNRS, Université de Lille, Université d’Artois, Centrale Lille), avec la participation de Murielle Rivenet, Elise Berrier et Leonard Florea, ainsi que celle de Gaëlle Milanole d'Orano.
Dans cet article intitulé "Synthesis and Vibrational Identification of the Uranyl Peroxodicarbonate [UO2(O2)(CO3)2]4– : Insights into Peroxo-Carbonate Bonding from 18O Labeling, DFT and QTAIM analysis", les auteurs s'intéressent aux complexes uranyle peroxo-carbonates formés en milieu aqueux riche en carbonates, dans des conditions proches de celles rencontrées lors du stockage des combustibles nucléaires usés.
Ces espèces chimiques jouent un rôle important dans la compréhension du comportement de l'uranium en solution, notamment dans les problématiques liées à la dissolution du combustible nucléaire, à la mobilité environnementale de l'uranium et à la stabilité des déchets sur le long terme.
Jusqu'à présent, ces complexes restaient difficilement caractérisables sur le plan spectroscopique, plusieurs signatures vibrationnelles faisant encore débat dans la littérature scientifique.
Grâce à une approche combinant spectroscopies Raman et infrarouge (FTIR), marquage isotopique à l'oxygène 18O, ainsi que des calculs de théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), les chercheurs ont pu identifier pour la première fois en solution aqueuse l'espèce peroxo-dicarbonate [UO2(O2)(CO3)2]4–.
L'étude met notamment en évidence plusieurs signatures vibrationnelles caractéristiques permettant de distinguer ce complexe des espèces triscarbonates déjà connues. Les calculs théoriques réalisés viennent confirmer les observations expérimentales et apportent un nouvel éclairage sur les effets de solvatation et des contre-cations dans ces systèmes.
Ces résultats permettent de lever plusieurs ambiguïtés de longue date concernant la spéciation des complexes uranyle peroxo-carbonates et fournissent un cadre spectroscopique robuste pour les recherches futures dans le domaine du cycle du combustible nucléaire et de la chimie environnementale de l'uranium.
Cette publication illustre l'expertise développée au sein de l'équipe PCMT dans l'étude des systèmes actinides et des environnements complexes, à l'interface entre spectroscopie, chimie théorique et chimie nucléaire. Ce travail a été soutenu financièrement par le CPER WaveTech@HdF.
