Análisis de la reconstrucción de óxidos metálicos (Mg-Al) debidos a procesos de captura de CO2

Abstract

Los materiales derivados de hidrotalcitas (HTs) Mg–Al han despertado gran interés en procesos de captura de CO₂ gracias a su bajo costo y elevada estabilidad térmica (200–400 °C), lo que permite prolongar su ciclo de vida hasta cerca de 1000 ciclos de captura. Sin embargo, aún presentan propiedades poco exploradas, como su afinidad con el agua. En este trabajo se empleó hidrotalcita Mg₆Al₂(OH)₁₆CO₃·4H₂O de la marca Aldrich, cuya evolución se estudió mediante difracción de rayos X (DRX), análisis termogravimétrico (ATG) y mediciones de ángulo de contacto por el método de gota sésil. Se evaluó su comportamiento desde el estado original, después de la calcinación y tras 15 ciclos de adsorción–desorción de CO₂. Las pruebas de adsorción se realizaron en un reactor de flujo continuo acoplado a un espectrómetro de masas.

Los resultados muestran que el material pierde su cristalinidad al alcanzar temperaturas de calcinación de 310 °C, proceso acompañado por la eliminación de agua estructural y la pérdida parcial de grupos –OH, lo que sugiere que estos componentes desempeñan un papel importante en el orden cristalino. No obstante, el carácter hidrofóbico del material se mantiene estable siempre que la calcinación ocurra a temperaturas inferiores a 370 °C, lo que indica que la cristalinidad no determina directamente dicha propiedad. Durante los ciclos de adsorción de CO₂ se evidenció que la presencia de agua es indispensable para la fijación del gas en la estructura. Además, se corroboró que la hidrofobicidad de la hidrotalcita no depende únicamente de la presencia de CO₂, sino de la forma en que este se encuentra enlazado. En consecuencia, aunque el material logró adsorber CO₂, no recuperó su cristalinidad original.