Síntesis de sílice KIT-6 a temperatura de calcinación baja: impacto en su modificación con APTES y en la captura de CO2

Abstract

Se presenta la síntesis de un adsorbente sólido llamado KIT-6 para su aplicación en la captura del CO2,cuya emisión en incremento es una de las principales causas del calentamiento global. La sílice mesoporosa fue preparada a partir de la técnica sol-gel convencional, pero realizando la etapa de calcinación a 300 °C con el propósito de mantener una densidad de grupos silanoles superficiales alta. Luego, el sólido así obtenido fue modificado con APTES para incorporar grupos aminopropilo en su estructura. Los materiales basados en sílice fueron caracterizados mediante las técnicas MET, DRX a bajos ángulos, espectroscopia FTIR, ATG y adsorción-desorción de N2. Los resultados confirmaron para el material soporte una estructura mesoporosa ordenada y un área superficial específica de 840 m2 g-1. Después de incorporar APTES, se observó una estructura similar al soporte original y una disminución en el área superficial específica, en el tamaño de poros y volumen de poros. El soporte KIT-6 mostró una excelente capacidad de adsorción de CO2, obteniéndose un valor de 1,55 mmol de CO2 g-1 a presión atmosférica y 25 °C. Por otro lado, el material modificado KIT-6: APTES mostró un aumento en la capacidad de adsorción solo en la región de presiones bajas.

The synthesis of a solid adsorbent named KIT-6 for its application in the capture of CO2, whose increasing emission is one of the main causes for global warming, is presented. The mesoporous silica was prepared by conventional sol-gel technique, but carrying out the calcination process at 300 °C in order to maintain a high silanol group density. Then, the as-obtained solid was modified with APTES to incorporate aminopropyl groups onto its structure. The silica-based materials were characterized by TEM, low-angle XRD, FTIR spectroscopy, TGA and N2 adsorption-desorption techniques. The results confirmed for support material an ordered mesoporous structure and a specific surface area of 840 m2 g-1. After incorporating APTES, a similar structure to original support was observed but with a decrease in specific surface area, pore size and pore volume. The KIT-6 support showed an excellent CO2 adsorption capacity, obtaining a value of 1.55 mmol of CO2 g-1 at atmospheric pressure and 25 °C. On the other hand, the modified KIT-6: APTES material showed an increase in adsorption capacity only in the low pressure region.