Sorbentes de CO2 sin aminas basados en líquidos iónicos de carboxilato de fosfonio soportados sobre sólidos

Identificador:  TFM:722

Handle: https://hdl.handle.net/20.500.11797/TFM722

Autores:  Mohammad, Yousefe

Resumen:
La captura de carbono es clave para minimizar los efectos negativos de las emisiones de CO2. Hay un gran número de tecnologías para captura de CO2. En la actualidad, se utilizan sobre todo sorbentes de CO2 basados en aminas. A pesar del razonable rendimiento de los sorbentes de aminas, tienen serias desventajas, como el alto coste energético de regeneración y degradabilidad térmica. Por ello, se siguen buscando intensamente nuevos materiales y tecnologías sorbentes para la captura de CO2. Se pueden diseñar líquidos iónicos, los cuales tienen presiones de vapor insignificantes, para capturar CO2. En este marco, los líquidos iónicos de carboxilato hidratados permiten una sorción química de CO2 con una entalpía moderada, lo que conlleva un menor coste energético para la regeneración. Por otro lado, los líquidos iónicos basados en fosfonio presentan una estabilidad térmica superior a la de sus homólogos de amonio. En este trabajo, se sintetizó hidrato de acetato de tetrabutilfosfonio ([P4 4 4 4][AcO]·H2O) mediante una simple neutralización del hidróxido con ácido acético en agua, se caracterizó por RMN, y se registraron sus temperaturas de descomposición térmica y de transición vítrea. Tras impregnación sobre sílice porosa, se obtuvo un material de flujo libre con soporte sólido ([P4 4 4 4][AcO]·H2O/SiO2) y se probó para experimentos de sorción-desorción de CO2 a partir de un gas de combustión modelo (15% de CO2) en una configuración de lecho fijo. El rendimiento se comparó con el de la polietilenimina sobre sílice (PEI/SiO2) como material sorbente amínico competidor utilizado comercialmente. Ambos sorbentes mostraron una rápida sorción de CO2, aunque la capacidad del sistema de aminas fue mayor. La desorción a baja temperatura (60 °C) fue completa y rápida para el [P4 4 4 4][AcO]·H2O/SiO2, mientras que para el PEI-20/SiO2 la velocidad de desorción fue mucho más lenta, y la libreación de CO2 no fue completa bajo las mismas condiciones. Además, el análisis termogravimétrico indicó que el [P4 4 4 4][AcO]·H2O/SiO2 es estable térmicamente hasta los 200°C.