El bicarbonato "falto" en las reacciones de quimiosorción de CO2 en los sorbentes sólidos de aminas

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Química
• Espectroscopia

Sus antecedentes:

• Los sorbentes sólidos de aminas son cruciales para la captura de CO2.
• La quimiosorción de CO2 en aminas puede formar varias especies, incluido el bicarbonato.
• Las técnicas estándar de RMN en estado sólido a menudo no logran detectar estas especies de bicarbonato.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y aplicar un nuevo método de RMN en estado sólido para la detección de especies de bicarbonato hidratado formadas durante la quimiosorbción de CO2 en sílice injertada con aminas.
• Investigar el papel del agua en la formación y detección de estas especies.
• Reevaluar los productos de absorción de CO2 en los materiales a base de aminas.

Principales métodos:

• Quimiosorción de 13CO2 en sílice SBA-15 injertado con aminopropilsilano (APS) y dimetilaminopropilsilano (DMAPS).
• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) de estado sólido utilizando una secuencia de desintegración de Bloch (adquisición de pulso) con desacoplamiento de 1H.
• Las mediciones preliminares de 13C-1H HETCOR para sondear el acoplamiento protón-bicarbonato.

Principales resultados:

• Las especies de bicarbonato hidratado se identificaron con éxito utilizando la secuencia de desintegración de NMR de Bloch, que no era posible con el CPMAS estándar de 13C.
• Se encontró que la presencia de agua facilita la formación de bicarbonato e influye en su movimiento dinámico, lo que permite la detección directa de 13C.
• Se observaron dos especies distintas de bicarbonato al congelarse, lo que indica diferentes entornos dinámicos.
• El estudio reveló la presencia ignorada de bicarbonato en los sorbentes APS, lo que desafía las suposiciones anteriores.

Conclusiones:

• Una técnica de RMN sencilla (desintegración de Bloch) permite la detección rutinaria de las especies hidratadas de bicarbonato previamente evasivas en los sorbentes de CO2 a base de aminas.
• El agua juega un papel crítico en la formación y detectabilidad de estas especies de bicarbonato.
• Este hallazgo requiere una reevaluación de los mecanismos de captura de CO2 por aminas, particularmente en presencia de humedad.