La inserción de CO2 inducida por la presión y el calor en una zeolita auxética de pequeños poros

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• La geoquímica es la geoquímica.
• Física mineral Física de los minerales

Sus antecedentes:

• Las zeolitas son minerales microporosos de aluminosilicato con diversas aplicaciones industriales.
• Comprender las interacciones del marco de zeolita con las moléculas invitadas bajo presión es crucial para el diseño de materiales.
• La natrolita, una zeolita de pequeños poros, exhibe propiedades estructurales únicas.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el comportamiento de la natrolita bajo alta presión y temperatura en presencia de dióxido de carbono.
• Para determinar la capacidad y la reversibilidad de la incorporación de dióxido de carbono en la estructura de la natrolita.
• Explorar aplicaciones potenciales en el almacenamiento y separación de gas.

Principales métodos:

• Experimentos con alta presión (1,5 GPa) y temperatura (110 °C).
• Difracción de rayos X para monitorear cambios estructurales.
• Análisis de sorción de gas para cuantificar la absorción de CO2.

Principales resultados:

• El volumen celular unitario de la natrolita se expandió un 6,8% en condiciones experimentales.
• Aproximadamente el 12% en peso de CO2 se incorporó a los canales elípticos expandidos.
• Se encontró que el proceso de inserción de CO2 era totalmente reversible tras la liberación de presión.

Conclusiones:

• La natrolita puede acomodar de manera reversible cantidades significativas de CO2 dentro de su estructura bajo presión y temperatura moderadas.
• La expansión observada y la absorción reversible de CO2 resaltan el potencial de la natrolita como material de captura de CO2.
• Investigaciones adicionales podrían explorar la optimización de las condiciones para una mayor capacidad de almacenamiento de CO2.