PLENARIA 4

MATERIALES MESOESTRUCTURADOS SBA-15 FUNCIONALIZADOS CON GRUPOS AMINO PARA LA CAPTURA DE CO₂
Prof. Guillermo Calleja, URJC - Spain

Summary
Los adsorbentes porosos de elevada selectividad para la captura de CO₂ están adquiriendo cada vez más importancia frente a las técnicas convencionales basadas en la absorción en fase líquida con disoluciones de aminas.  Entre estos materiales adsorbentes destacan las sílices mesoestructuradas , como las de tipo M41S y SBA-15,  por su elevada superficie específica y volumen de poros y por la uniformidad de tamaño de poros de sus estructuras.
Los soportes inorgánicos mesoestructurados pueden funcionalizarse con moléculas orgánicas que contengan grupos amino, los cuales actúan como centros de adsorción específicos para la captura del CO₂. La incorporación de grupos funcionales puede hacerse bien por adsorción química mediante técnicas de anclaje  basadas en la reacción química entre moléculas de organosilanos que contienen grupos amino con los grupos silanol de la superficie del adsorbente, o por métodos físicos basados en la impregnación del material  con moléculas orgánicas o polímeros que contienen un gran número de grupos amino, como la polietilenimina (PEI).  
En este trabajo se han obtenido materiales mesoestructurados SBA-15 funcionalizados con grupos amino siguiendo procedimientos de anclaje y de impregnación, con moléculas orgánicas precursoras que contienen los grupos aminopropilo, AP(N); etilen-diaminopropilo, ED(NN); dietilen-triaminopropilo, DT(NNN) y polietilenimina, PEI. Las isotermas de adsorción de CO₂ a 45 ºC muestran que la capacidad de adsorción (mg CO2/g ads) y la eficiencia de adsorción de los grupos amino (mol CO₂/mol N) dependen de la técnica de funcionalización y de la cantidad de compuesto orgánico utilizado. Las diferencias en la localización de los grupos amino en los materiales adsorbentes  puede explicar su diferente comportamiento en la adsorción, siendo los materiales preparados por anclaje los que presentan una mayor distribución de los grupos amino, lo que favorece la difusión del CO₂ en el interior de la estructura y por tanto su captura.
Se ha estudiado también un método de doble funcionalización, basado en la impregnación de materiales SBA-15 de poro expandido previamente funcionalizados por anclaje, según las técnicas mencionadas. La combinación de grupos amino anclados en  la superficie y grupos móviles en el interior del material pueden producir un efecto sinérgico, alcanzándose valores de captura de CO₂ de 235 mg CO₂/g  (5.34 mmol CO₂/ g) a 45  ºC y 0.15 bar, así como elevadas eficiencias  de adsorción de los grupos amino.