La degradación inducida por CO2 de los adsorbentes que contienen aminas: productos de reacción y vías

Área de la Ciencia:

• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Ingeniería Química Ingeniería Química.
• Ciencias ambientales Ciencias ambientales.

Sus antecedentes:

• Los adsorventes de aminas mesoporosos apoyados en sílice son prometedores para la captura de CO2.
• Comprender la estabilidad del adsorbente en condiciones operativas es fundamental para tecnologías eficientes de captura de carbono.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la estabilidad de varios adsorbentes que contienen aminas en sílice mesoporous cuando se expone al dióxido de carbono en condiciones secas.
• Para aclarar los mecanismos de degradación e identificar las vías de desactivación.

Principales métodos:

• Ciclos extensos de adsorción y desorción de CO2.
• Espectroscopia de la Transformación de Fourier por Infrarrojo de Reflectancia Difusa (DRIFT).
• 13C Espectroscopia de espiración de ángulo mágico de polarización cruzada (CP MAS) y resonancia magnética nuclear (RMN).

Principales resultados:

• La mayoría de los tipos de aminas, incluidas las monoaminas primarias, las diaminas, las triaminas y las poliaminas impregnadas (polietilenimina ramificada y lineal, polialilamina), mostraron una desactivación significativa.
• Las monoaminas secundarias (sMono) fueron una excepción, exhibiendo una mayor estabilidad.
• La desactivación se correlaciona con la formación de enlaces de urea, lo que indica una vía de degradación química.

Conclusiones:

• El CO2 seco causa una degradación significativa de la mayoría de los adsorbentes basados en aminas, principalmente a través de la formación de urea.
• Los hallazgos destacan la necesidad de estructuras de aminas resistentes a la formación de urea para aplicaciones duraderas de captura de CO2.
• La identificación de estas vías de desactivación es esencial para el diseño de adsorbentes estables de CO2 de próxima generación.