Síntese de líquidos iónicos específicos para captura de CO2

• Autor(a) principal: Freitas, Katiuska Ferbel Alexandrino de
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: spa
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10773/9682
• topic: Engenharia química; Soluções iónicas: Síntese química; Fixação de carbono

A redução das emissões de CO2 tem alcançado especial relevância por ser este gás um dos máximos responsáveis do efeito estufa e que da origem ao já conhecido aquecimento global. Nos últimos anos, alguns estudos têm proposto o uso de líquidos iónicos (LIs) como absorventes alternativos à captura de CO2, já que contam com propriedade relevantes tais como alta estabilidade térmica, amplio rango de temperaturas em estado líquido, baixa volatilidade, boa solubilidade do CO2 e a possibilidade de ajustar as suas propriedades através da seleção de iões. Esta dissertação se ajusta as atividades experimentais realizadas no Instituto de Carboquímica (ICB-CSIC), nomeadamente a síntese y caracterização de líquidos iónicos, seguida pelo estudo da captura de CO2 nos líquidos iónicos assim como as condições de operação mais adequadas para a captura, principalmente pressão (atmosférica, 5bar y 10bar). Inicialmente, realizou-se a síntese de LIs basada na reação de metástase com acetato de sódio (NaCH3COO) em presença de nove dissolventes, com objeto de encontrar o mais adequado para realizar a síntese de LIs usando sais de sódio. Outro método utilizado foi o de metástase com óxido de prata (Ag2O) em meio aquoso, basado na combinação do catião 1-butil-3-metilimidazolio [Bmim+] com os aniões: acetato ([Ac-]), ftalato ([ft-]), 1-naftoato ([1-naf-]), fenolato ([Fen-]), hidroquinolato ([HQ-]), pirocatecolato ([PC-]) y pentafluorofenolato ([FenF5 -]). Também foram propostas outras alternativas de síntese com hidróxido de chumbo (Pb(OH)2) e com hidróxido de 1-butil-3-metilimidazolio ([Bmim][OH]). A caracterização dos diversos LIs sintetizados foi feita usando diversas técnicas, tais como: cromatografia iónica, análise elemental, análise por espectroscopia infravermelha, e análise termogravimétrica. As principais conclusões deste estudo são resumidas a continuação. Foi possível sintetizar diversos LIs, atingindo em vários casos purezas entre os 80 e 98%. O valor de pKa do ácido do anião correspondente tem um papel importante no tipo de captura produzido (quimissorção e/ou fisissorção), e consequentemente na capacidade de captura, observando-se que quanto maior é o valor de pKa maior é a capacidade de captura. Outra variável importante é a pressão de trabalho, quanto maior a pressão, maior é a capacidade de captura. Assim, verificou-se que a difusão de CO2 sobre o LI influência a captura e está direitamente relacionada com a massa de LI. A partir dos resultados obtidos, conclui-se que a viscosidade e o pKa do ácido do anião correspondente podem desenvolver um papel muito importante no comportamento dos líquidos iónicos e que estas propriedades se podem ajustar selecionando adequadamente os constituintes do líquido iónico.