Captura de dióxido de carbono por un líquido iónico funcionalizado con aminas: diferencias fundamentales en el...

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Química Ingeniería Química.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.
• Química Física es la química física.

Sus antecedentes:

• Los líquidos iónicos (IL) son prometedores para la captura de carbono.
• Las IL funcionalizadas con aminas ofrecen una mayor capacidad de absorción de CO2.
• Comprender la especiación de CO2 en ILs es crucial para optimizar los procesos de captura.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el mecanismo de absorción del dióxido de carbono (CO2) por el dihidroxietildimetilamonio taurinato, un líquido iónico funcionalizado con aminas.
• Para diferenciar los estados de unión al CO2 (carbamato vs. ácido carbamico) tanto en las regiones cercanas a la superficie como en la masa de la IL.
• Para dilucidar la influencia de la presión y la solvación en la especiación de CO2 dentro del líquido iónico.

Principales métodos:

• Se empleó espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) sensible a la superficie para analizar la región cercana a la superficie.
• Se llevaron a cabo experimentos de absorción de gases isotérmicos sensibles al volumen.
• La espectroscopia infrarroja con transformación de Fourier (FTIR) se utilizó en conjunto con los estudios de absorción para identificar las especies de CO2.

Principales resultados:

• A 0,9 mbar de CO2, la región cercana a la superficie mostró aproximadamente 0,58 mol de CO2 / mol de IL, predominantemente como ácido carbámico (~ 0,43 mol) con algo de carbamato (~ 0,15 mol).
• En el bulto, el carbamato fue la especie dominante (~0.5 mol CO2/mol IL) hasta 2.5 bares de CO2.
• A presiones más altas (>2.5 bar), el ácido carbámico se convirtió en la especie dominante en la masa (~ 1 mol de CO2 / mol de IL).

Conclusiones:

• La especiación de CO2 en el líquido iónico es dependiente de la presión, con comportamientos distintos observados en las regiones cercanas a la superficie y a granel.
• Las diferencias en la solvación entre las capas más externas de IL y el entorno a granel influyen en la formación de especies de ácido carbámico y carbamato.
• Los hallazgos proporcionan información sobre el mecanismo de absorción de CO2 por líquidos iónicos funcionalizados con aminas, relevantes para el diseño de tecnologías eficientes de captura de carbono.