Espectroscopia infrarroja de correlación bidimensional revela la evolución de los grupos funcionales que rigen la...

Área de la Ciencia:

• Química Ambiental
• Ciencia de Materiales
• Espectroscopía

Sus antecedentes:

• Los grupos funcionales del biocarbón influyen en su estabilidad y potencial de captura de carbono.
• Comprender las vías de oxidación del biocarbón es clave para predecir su destino ambiental.
• Se necesitan experimentos de oxidación controlada para evaluar la estabilidad del biocarbón.

Objetivo del estudio:

• Investigar las vías mecanísticas de la estabilidad de los grupos funcionales del biocarbón durante la oxidación.
• Determinar la estabilidad intrínseca de los grupos funcionales del biocarbón bajo oxidación controlada.
• Correlacionar las propiedades del biocarbón con su resistencia a la oxidación para aplicaciones ambientales.

Principales métodos:

• Pirólisis de paja de trigo y estiércol de vacuno a 500 °C y 700 °C.
• Oxidación controlada utilizando peróxido de hidrógeno (H₂O₂).
• Análisis utilizando espectroscopia de correlación infrarroja bidimensional (2D-COS) y 2D-COS de ventana móvil (MW2D-COS), junto con análisis elementales/proximales y mediciones de DOC.

Principales resultados:

• La temperatura de pirólisis fue el principal factor que afectó los cambios inducidos por la oxidación en el biocarbón.
• Los biocarbones pirólizados a 500 °C (WSB500, DMB500) mostraron menor estabilidad debido a una mayor susceptibilidad a la oxidación de sus grupos funcionales.
• El biocarbón pirólizado a 700 °C (WSB700) demostró una resistencia superior a la oxidación, con secuencias de evolución de grupos funcionales identificadas que varían según la materia prima y la temperatura.

Conclusiones:

• El estudio proporciona información mecanicista sobre la estabilidad de los grupos funcionales del biocarbón bajo oxidación.
• Las temperaturas de pirólisis más altas mejoran la resistencia del biocarbón a la oxidación, mejorando su potencial de captura de carbono.
• Los hallazgos guían la selección de condiciones óptimas de pirólisis para una aplicación eficaz del biocarbón en contextos ambientales.