Captura y separación de amoníaco bajo demanda con marcos abiertos de aluminofosfato

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Ingeniería Química
• Ciencia de la adsorción

Sus antecedentes:

• La captura y separación del amoníaco son procesos industriales críticos.
• El desarrollo de adsorbentes eficientes es un desafío importante.
• Los marcos abiertos de aluminofosfato ofrecen un enfoque novedoso.

Objetivo del estudio:

• Informar, por primera vez, sobre los marcos abiertos de aluminofosfato para la adsorción de amoníaco bajo demanda.
• Evaluar el rendimiento de los tamices moleculares AlPO-18 y AlPO-11 para la captura de amoníaco.
• Para aclarar el mecanismo de adsorción de amoníaco en estos marcos.

Principales métodos:

• Síntesis y caracterización de tamices moleculares de aluminofosfato (AlPO-18, AlPO-11).
• Experimentos de absorción dinámica de amoníaco en varias concentraciones.
• Estudios de regeneración y simulaciones del proceso de Aspen.
• Las técnicas espectroscópicas (XPS, in situ FTIR, MAS NMR) y los cálculos DFT.

Principales resultados:

• AlPO-18 demostró una absorción dinámica excepcional de amoníaco (3,36 mmol/g) a 200 ppm para la captura de trazas.
• AlPO-11 mostró una alta absorción de amoníaco (5,73 mmol/g) a 50,000 ppm con una excelente capacidad de reciclaje.
• Las simulaciones de Aspen revelaron un ahorro de energía del 51% para el AlPO-11 en la recuperación de amoníaco en comparación con la compresión.
• Se aclaró la coordinación del amoníaco en los sitios de aluminio de marco.

Conclusiones:

• Las estructuras abiertas de aluminofosfato son eficaces para la adsorción y separación de amoníaco bajo demanda.
• AlPO-18 y AlPO-11 presentan ventajas distintas para la captura de trazas y la recuperación industrial, respectivamente.
• Estos materiales ofrecen potencial para la captura y separación de amoníaco con eficiencia energética en diversas aplicaciones.