Cinética de captura de CO2 en fibras de bagazo de agave carbonizadas e impregnadas con el líquido iónico acetato de 1-butil-3-metilimidazol

Abstract

"El uso de combustibles fósiles aumenta las concentraciones de CO2 en la atmósfera, situación que causa efectos negativos al ambiente, sin embargo, es importante considerar que existen procesos industriales que requieren de CO2 como insumo. Por tal motivo, se propone la captura de CO2 para ser reutilizado en sistemas productivos. En este trabajo se evaluó la cinética de captura de CO2 en fibras de bagazo de agave carbonizadas proveniente de la industria mezcalera, impregnadas con el líquido iónico acetato de 1-butil-3-metilimidazol (LI) para lo cual se emplearon diferentes proporciones de este último. Las fibras carbonizadas (FC) fueron lavadas (FCL) con ácido clorhídrico para remover su contenido de elementos inorgánicos, principalmente calcio. Ambos materiales, FC y FCL fueron caracterizados por fisisorción de N2, donde se observó la reducción del área específica BET en FCL a 2 m2g-1. Posteriormente, las fibras se impregnaron con distintas proporciones masa:masa de LI:FC y LI:FCL para evaluar la capacidad y cinética en relación a la proporción utilizada. Las fibras se emplearon para realizar cinéticas de captura de CO2 en un analizador termogravimétrico (TGA) a 25 oC y presión atmosférica. Se determinó que la relación 1x10-3:1 (LI:FCL) obtuvo la mejor capacidad y velocidad de captura de CO2 de 1.2 mmol CO2/gmaterial y 0.02 mmol CO2/min, respectivamente. Además, se realizaron ciclos de sorción-desorción de CO2 a presión atmosférica entre 25 y 80 oC, y se encontró que el incremento de temperatura favorece la reversibilidad del sistema en los primeros 15 min hasta un 68% en las fibras carbonizadas impregnadas con una relación de 0.05:1 (LI:FC)."

"The combustion of fossil fuel has increased the CO2 concentration in the atmosphere, this situation causes environmental negative effects. Nevertheless, the CO2 is used in productive systems, for that reason, we proposed to capture CO2 to reuse it in productive systems. In this study the CO2 capture in ionic liquid 1 – butyl3- metylimidazolium acetate (LI) was evaluate when it was impregnate, in several ratios, onto agave bagasse carbonized fibers from the mescal industry. The carbonized fibers (FC) were wash with hydrochloric acid to remove inorganic elements (FCL), as calcium. Both materials, FC and FCL, were characterized through N2 physisorption and the results showed a decrease in the BET surface area of FCL to 2 m2g -1 . Then, the FC were impregnated with several ratios of LI and the CO2 capture kinetics were determined in a thermogravimetric analyzer (TGA) at 25 °C and atmospheric pressure. It was elucidated that the ratio 1x10-3 :1 resulted in the best capacity and velocity to capture CO2, 1.2 mmol CO2/gmaterial and 0.02 mmol CO2/min, respectively. Finally, we evaluated the material in cycles of capture– desorption at 25 °C and 80 °C, accordingly, and at atmosphere pressure. It was found that the temperature increase stimulates the system reversibility up to 68 % in the first 15 min of desorption for the FC that has a ratio 0.05:1 (LI:FC)"