Biomasa de desecho porosa dopada con nitrógeno como un adsorbente sostenible para la captura de CO: La influencia de las condiciones de preparación
Autores: Peres, Christiano B.; Morais, Leandro C.; Resende, Pedro R.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Biomasa de desecho porosa dopada con nitrógeno como un adsorbente sostenible para la captura de CO: La influencia de las condiciones de preparación
Categoría
Ciencias Medioambientales
Subcategoría
Desarrollo sostenible
Palabras clave
Tecnologías
Captura de carbono
Carbono dopado con nitrógeno
Adsorción de CO
Método de preparación
Residuos de biomasa
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
En el contexto del calentamiento global, las tecnologías y estudios destinados a mitigar el dióxido de carbono (CO) se han vuelto cada vez más relevantes. Una de estas tecnologías es la captura de CO por carbono activado y funcionalizado dopado con nitrógeno a partir de biomasa. Este documento explora las formas de encontrar las condiciones óptimas de adsorción de CO, basándose en la temperatura de carbonización, la tasa de impregnación y el método de preparación, considerando cuatro rutas de preparación diferentes en carbono-N activado y funcionalizado (PCs) de residuos de cáscara de plátano. Se produjeron PCs y se activaron químicamente mediante KCO y HO, y se funcionalizaron con etilenodiamina (EDA). La captura de dióxido de carbono se investigó utilizando la teoría de densidad funcional (DFT). La dopaje de nitrógeno (N) se confirmó mediante espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS), mientras que las características térmicas se examinaron mediante análisis termogravimétrico (TGA). La morfología de la superficie se examinó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) con detección de rayos X por dispersión de energía (EDX), y los grupos funcionales de la superficie se caracterizaron utilizando espectroscopía de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR). Además, los componentes inorgánicos se caracterizaron mediante difracción de rayos X (XRD). El mejor rendimiento de adsorción de CO de 1.69 mmol/g se logró a 0 grados C y 1 bar sobre el adsorbente sintetizado a 600 grados C con un tiempo de residencia de 60 min, un grado de impregnación de 1:1 y un método de preparación en seco (preparación de una sola etapa). Este trabajo presenta como una gran innovación el uso de biomasa como materia prima en la adsorción de los principales gases de efecto invernadero, utilizando productos fáciles y accesibles.
Descripción
En el contexto del calentamiento global, las tecnologías y estudios destinados a mitigar el dióxido de carbono (CO) se han vuelto cada vez más relevantes. Una de estas tecnologías es la captura de CO por carbono activado y funcionalizado dopado con nitrógeno a partir de biomasa. Este documento explora las formas de encontrar las condiciones óptimas de adsorción de CO, basándose en la temperatura de carbonización, la tasa de impregnación y el método de preparación, considerando cuatro rutas de preparación diferentes en carbono-N activado y funcionalizado (PCs) de residuos de cáscara de plátano. Se produjeron PCs y se activaron químicamente mediante KCO y HO, y se funcionalizaron con etilenodiamina (EDA). La captura de dióxido de carbono se investigó utilizando la teoría de densidad funcional (DFT). La dopaje de nitrógeno (N) se confirmó mediante espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS), mientras que las características térmicas se examinaron mediante análisis termogravimétrico (TGA). La morfología de la superficie se examinó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) con detección de rayos X por dispersión de energía (EDX), y los grupos funcionales de la superficie se caracterizaron utilizando espectroscopía de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR). Además, los componentes inorgánicos se caracterizaron mediante difracción de rayos X (XRD). El mejor rendimiento de adsorción de CO de 1.69 mmol/g se logró a 0 grados C y 1 bar sobre el adsorbente sintetizado a 600 grados C con un tiempo de residencia de 60 min, un grado de impregnación de 1:1 y un método de preparación en seco (preparación de una sola etapa). Este trabajo presenta como una gran innovación el uso de biomasa como materia prima en la adsorción de los principales gases de efecto invernadero, utilizando productos fáciles y accesibles.