Funcionalización y caracterización de un material a base de zirconia para la adsorción de CO2

Abstract

El alcance de este proyecto fue estudiar la capacidad de captura de CO2 empleando dióxido de zirconio, un sólido mesoporos que posee excelentes características como material adsorbente, pero con la limitante de una baja selectividad para este gas. Una solución para este inconveniente es la modificación de la superficie del sólido con alquilaminas. La funcionalización de la ZrO2 con aminas fue hecha empleando los reactivos: Monoetanolamina (MEA), Dietanolamina (DEA), Trietanolamina (TEA) y Polietilenimina (BPEI). Fue confirmada la presencia de estas aminas en la superficie de la zirconia por medio del ensayo FT-IR, al advertirse la presencia de grupos funcionales C-N y C-H en las bandas generadas en los espectros para cada muestra. Posteriormente se caracterizó el material en cuanto a su capacidad de adsorción de CO2 a través de termogravimetría, donde los resultados estimaron una eficiencia de adsorción en el orden de: BPEI>MEA>DEA>TEA> SIN AMINA. Este comportamiento es debido a la cantidad de N en la superficie de cada muestra capaz de formar una mayor cantidad de enlaces con los átomos de CO2 y también al impedimento estérico que se hace más fuerte con el aumento del tamaño de la molécula funcionalizante. Por último, se estudió la cinética de cada muestra, los datos experimentales fueron modelados utilizando el pseudo modelo de primer y segundo orden de las ecuaciones Langergren, lo que reveló que el modelo de cinética de pseudo segundo orden se ajustaba bien a los datos de cinética de adsorción de CO2 en la zirconia.