Captura de CO2 usando l?quidos i?nicos dicati?nicos imobilizados em s?lica com propriedades magn?ticas e n?o magn?ticas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Duarte, Evandro Augusto do Canto
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS
Texto Completo: https://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/10770
Resumo: Os gases respons?veis pelo efeito estufa t?m se tornado um grande problema ambiental, especialmente pelas emiss?es antropog?nicas, com a queima de combust?veis f?sseis como carv?o, petr?leo e g?s. O CO2, se destaca como um g?s de forte impacto ambiental, devido ?s grandes emiss?es geradas desde o in?cio da era industrial. Visando mitigar o CO2, uma s?rie de tecnologias vem sendo desenvolvidas e aplicadas industrialmente. Atualmente, a que mais tem se destacado no sistema de captura ? a p?s-combust?o, utilizando solu??es aquosas de aminas. Entretanto, essas tem apresentado uma s?rie de problemas como a alta demanda de ?gua, corrosividade em equipamentos, degrada??o qu?mica e alto consumo de energia para regenera??o, gerando um custo elevado. Os l?quidos i?nicos (LI) imobilizados em suportes s?lidos mesoporosos t?m surgido como uma alternativa interessante para solucionar tais problemas, visto que os LIs t?m press?o de vapor insignificante, n?o apresentam corrosividade, possuem alta estabilidade t?rmica, menor necessidade de energia para regenera??o e boa seletividade para CO2. Os suportes mesoporosos de s?lica apresentam aplicabilidade catal?ticas e adsortivas, com poros bem definidos, alta ?rea superficial e estabilidade t?rmica, al?m da combina??o reduzir desvantagens dos l?quidos i?nicos como viscosidade e limita??o de transfer?ncia de massa. Os l?quidos i?nicos dicati?nicos (LIDs), t?m demonstrado uma capacidade maior de seletividade para captura de CO2 do que os l?quidos convencionais, sendo uma possibilidade de potencializar a funcionalidade dos materiais. Assim como os l?quidos i?nicos magn?ticos (LIM), que s?o uma nova gera??o que tem demonstrado a possibilidade de um aumento na seletividade de captura do g?s. Neste trabalho, foram realizados imobiliza??o de 3 LIDs, com base no c?tion imidaz?lico e ligante polietilenoglicol com diferentes ?nions em um suporte mesoporoso de s?lica comercial, SBA-15. Estes obtiveram seletividade de at? ~3,8 vezes maior que o suporte puro para misturas CO2/N2, de 3,22 (?0,45) para 12,27 (?0,72), com o suporte SBA@DIL_FeCl4. A capacidade de captura de CO2 em baixas press?es e temperatura (1bar e 25?C) foi similar paro SBA-15 pura [58,61 (?0,93) mg CO2/g] e SBA@DIL_FeCl4 [57,31 (?0,02) mg CO2/g]. A estabilidade na capacidade de sor??o e o incremento na seletividade indicam os LIDs como excelentes candidatos para a captura de CO2.
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Entretanto, essas tem apresentado uma s?rie de problemas como a alta demanda de ?gua, corrosividade em equipamentos, degrada??o qu?mica e alto consumo de energia para regenera??o, gerando um custo elevado. Os l?quidos i?nicos (LI) imobilizados em suportes s?lidos mesoporosos t?m surgido como uma alternativa interessante para solucionar tais problemas, visto que os LIs t?m press?o de vapor insignificante, n?o apresentam corrosividade, possuem alta estabilidade t?rmica, menor necessidade de energia para regenera??o e boa seletividade para CO2. Os suportes mesoporosos de s?lica apresentam aplicabilidade catal?ticas e adsortivas, com poros bem definidos, alta ?rea superficial e estabilidade t?rmica, al?m da combina??o reduzir desvantagens dos l?quidos i?nicos como viscosidade e limita??o de transfer?ncia de massa. Os l?quidos i?nicos dicati?nicos (LIDs), t?m demonstrado uma capacidade maior de seletividade para captura de CO2 do que os l?quidos convencionais, sendo uma possibilidade de potencializar a funcionalidade dos materiais. Assim como os l?quidos i?nicos magn?ticos (LIM), que s?o uma nova gera??o que tem demonstrado a possibilidade de um aumento na seletividade de captura do g?s. Neste trabalho, foram realizados imobiliza??o de 3 LIDs, com base no c?tion imidaz?lico e ligante polietilenoglicol com diferentes ?nions em um suporte mesoporoso de s?lica comercial, SBA-15. Estes obtiveram seletividade de at? ~3,8 vezes maior que o suporte puro para misturas CO2/N2, de 3,22 (?0,45) para 12,27 (?0,72), com o suporte SBA@DIL_FeCl4. A capacidade de captura de CO2 em baixas press?es e temperatura (1bar e 25?C) foi similar paro SBA-15 pura [58,61 (?0,93) mg CO2/g] e SBA@DIL_FeCl4 [57,31 (?0,02) mg CO2/g]. A estabilidade na capacidade de sor??o e o incremento na seletividade indicam os LIDs como excelentes candidatos para a captura de CO2.The gases responsible for the greenhouse effect have become a major environmental problem, especially anthropogenic emissions, with the burning of fossil fuels such as coal, oil and gas. CO2 has become a gas with a strong environmental impact, due to the large emissions generated since the beginning of the industrial era. A series of technologies for capturing and storing CO2 to mitigate this gas have been developed and applied. Currently, post-combustion using aqueous amines solutions is benchmark technology. However, this solvent presents a series of problems such as the high demand for water, corrosivity in equipment, chemical degradation and high energy consumption for regeneration, generating a high cost. Ionic liquids (IL) immobilized on solid mesoporous supports have emerged as an interesting alternative to solve such problems, since ILs have negligible vapor pressure, are not corrosive, present high thermal stability, lower energy requirement for regeneration and selectivity for CO2, while mesoporous silica supports are inert, have catalytic and adsorptive applicability, with well-defined pores, high specific surface area and thermal stability. Supporting ILs in solid support can overcome the IL disadvantages as high viscosity and mass transfer limitation. Dicationic ionic liquids (DILs) have demonstrated a greater selectivity capacity for CO2 capture than conventional liquids, being a possibility to enhance the functionality of the materials. As well as magnetic ionic liquids, which are a new generation that has demonstrated the possibility of an increase in the selectivity of gas capture from the influence of an external magnetic field. In this work, three based-imidazole cation DILs connect by polyethylene glycol, immobilized on a commercial silica mesoporous support (SBA-15) were obtained. Selectivity up to ~3.8 times greater than the pure support for CO2/N2 mixtures, increasing from 3.22 (?0.45) to 12.27 (?0.72) for SBA@DIL_FeCl4 was obtained. The ability to capture CO2 at low pressures and temperatures (1 bar and 25?C) was similar for both the pure SBA- 15 [58.61 (?0.93) mg CO2/g] and SBA@DIL_FeCl4 [57.31 (?0.02) mg CO2/g]. The improvement in selectivity and the constancy in CO2 sorption capacity indicates the DIL as a good option for CO2 capture.Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPESPontif?cia Universidade Cat?lica do Rio Grande do SulEscola Polit?cnicaBrasilPUCRSPrograma de P?s-Gradua??o em Engenharia e Tecnologia de MateriaisEinloft, Sandra Mara de Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/5153951650965699Duarte, Evandro Augusto do Canto2023-05-22T12:11:00Z2023-03-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://tede2.pucrs.br/tede2/handle/tede/10770porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RSinstname:Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)instacron:PUC_RS2024-05-23T15:00:20Zoai:tede2.pucrs.br:tede/10770Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://tede2.pucrs.br/tede2/PRIhttps://tede2.pucrs.br/oai/requestbiblioteca.central@pucrs.br||opendoar:2024-05-23T15:00:20Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da PUC_RS - Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul (PUCRS)false
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