Síntesis y caracterización de fibras mesoporosas del sistema mixto TiO2-ZrO2 para la captura de CO2

Abstract

At present, emissions of carbon dioxide (CO2) into the atmosphere by consuming increasing amounts of fossil fuels and industrial processes are causing serious global warming problem. As a result, various technologies are being developed, such as capture, storage, use, etc., which are aimed to controlling CO2 emissions. Many different materials can be employed in the CO2 capture process, these include various oxides such as oxides of titanium and zirconium, for its properties of high surface area, low cost and excellent chemical stability. In this paper the synthesis of porous fibers of TiO2-ZrO2 mixed system were synthesized at different concentrations by the sol-gel method using the surfactant Tween 20 as directing agent for the mesoporous structure using as presursores tetra-butoxide intends and zirconium tetra-butoxide. The resulting gel was deposited by the method of structural replica of hemp fibers to chemically pretreated after being calcined at different temperatures (400 ° C, 500 ° C, 600 ° C and 700 ° C). The porous TiO2-ZrO2 fibers mixed system is used as support material, in which alkali metal (K+ and Na+) ions were deposited by impregnation method. The samples obtained were characterized by, X-ray diffraction, scanning electron microscopy emisión field of transmission electron microscopy and high resolution, N2 adsorption and thermogravimetric analysis. Porous TiO2-ZrO2 fibers synthesized mixed system had specific surface areas ranging from 9.5 to 91.98 m2/g. All samples showed the type IV isotherms characteristic of mesoporous materials. As for CO2 adsorption.

En la actualidad, las emisiones de dióxido de carbono (CO2) a la atmósfera por el consumo de cantidades cada vez mayores de combustibles fósiles y por los procesos industriales está causando un grave problema de calentamiento global. Debido a ello, se están desarrollando diversas tecnologías, tales como captura, almacenamiento, utilización, etc., las cuales tienen como objetivo principal el controlar las emisiones de CO2. Existen diversos materiales que pueden ser empleados en el proceso de captura de CO2, entre ellos se encuentran diferentes óxidos como los óxidos de titanio y de zirconio, por sus propiedades de alta área superficial, bajo costo y excelente estabilidad química. En este trabajo se propone la síntesis de las fibras porosas del sistema mixto TiO2-ZrO2 que fueron sintetizados en diferentes concentraciones por el método sol-gel utilizando el surfactante Tween 20 como agente direccionante para la estructura mesoporosa utilizando como presursores el tetra-butóxido de titanio y el tetra-butóxido de zirconio. El gel resultante se depositó por el método de réplica estructural sobre fibras cáñamo previamente tratadas químicamente para después de ser calcinadas a diferentes temperaturas (400°C, 500°C, 600°C y 700°C). Las fibras porosas del sistema mixto TiO2-ZrO2 se utilizaron como material de soporte, En las que se depositaron iones de metales alcalinos (K+ y Na+) mediante el método de impregnación. Las muestras obtenidas se caracterizaron mediante, difracción de rayos X, microscopia electrónica de barrido de esisión de campo y microscopia electrónica de transmisión de alta resolución, adsorción de N2 y análisis termogravimétrico. Las fibras porosas del sistema mixto TiO2-ZrO2 sintetizadas presentaron áreas superficiales específicas que van desde 9.5 hasta 91.98 m2/g.