Síntesis de materiales nanoestructurados de sílice y carbón para la captura de CO2

DEICY BARRERA; KARIM SAPAG ; JUAN TARA ; ELENA BASALDELLA

Mar del Plata

Encuentro; 4° Encuentro de Jóvenes Investigadores en Ciencia de Materiales; 2012

Sociedad Argentina de Materiales (SAM) y el Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales (INTEMA)

El CO2 es uno de los gases de mayor interés debido a las implicaciones medioambientales que representan las emisiones del mismo, tales como el calentamiento global y el efecto invernadero. Materiales como los carbones nanoestructurados (CN), obtenidos a partir de materiales micro-mesoporosos de sílice y/o aluminosilicatos, utilizados como plantilla (template), son utilizados en la captura de este gas mediante el proceso de adsorción. Los CN son una réplica negativa de la estructura porosa de los templates. Una vez que se retira el template, después de un proceso de impregnación, polimerización y carbonización (Yang y Gao, 2011), se forman materiales micro-mesoporosos (nanoporosos) con diferentes geometrías, tamaños y espesores de pared de poro al igual que diferentes conectividades de los mismos (Dai et al. 2010). Entre las plantillas inorgánicas de interés se encuentran los materiales mesoporosos ordenados, las zeolitas y las arcillas pilareadas entre otros. Así mismo, son diversas las fuentes de carbón utilizadas, entre las cuales se destacan la sacarosa, el alcohol furfurílico, resinas fenólicas, entre otras. Dadas las diferentes estructuras de los materiales utilizados como template, los diversos precursores de carbón y las distintas condiciones de síntesis en la obtención de los templates y de los CN, resulta de gran interés estudiar estos materiales, controlando la síntesis y sus características texturales, estructurales, morfológicas y químicas. Se llevó a cabo la síntesis de dos CN, mediante la técnica de templado o nanocasting, la cual permite un buen control de la porosidad deseada y consiste en cuatro etapas: i) síntesis de una matriz inorgánica; ii) impregnación de la matriz con un precursor orgánico; iii) carbonización del material orgánico y iv) eliminación de la matriz inorgánica. Se utilizó un material mesoporoso ordenado (SBA-15) y una zeolita (MCM-22) como templates y sacarosa como fuente de carbón. Los templates y carbones nanoestructurados se caracterizaron textural, estructural y morfológicamente por adsorción-desorción de N2 a 77 K, difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido, respectivamente.