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Líquidos Iônicos para Captura de CO2: Absorção Física vs. Química.

Processo: 13/23234-7
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de março de 2014
Vigência (Término): 31 de julho de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
Pesquisador responsável:Rômulo Augusto Ando
Beneficiário:Luiz Fernando Lepre
Instituição-sede: Instituto de Química (IQ). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:12/13119-3 - Espectroscopia vibracional em fases condensadas, AP.TEM
Bolsa(s) vinculada(s):15/07145-0 - Líquidos iônicos para captura de dióxido de carbono, BE.EP.DR
Assunto(s):Espectroscopia Raman   Acetatos   Espectroscopia

Resumo

Dentre as diversas estratégias propostas para a captura de CO2, destaca-se a aplicação de líquidos iônicos, que são sistemas compostos por íons, mas que possuem baixo ponto de fusão (<100oC). Além de possuírem pressão de vapor desprezível, sua principal vantagem é a possibilidade de modular propriedades de acordo com a aplicação desejada. Em particular, sua utilização na captura de CO2 possui duas abordagens principais, a absorção física e a química. A primeira explora a seletividade de absorção do CO2 frente a outros gases, enquanto a segunda envolve a funcionalização dos cátions e/ou ânions com grupos reativos frente ao CO2. Entretanto, em alguns casos, como em líquidos iônicos imidazólicos formados por ânions acetatos, a presença do CO2 induz a formação de carbenos, promovendo a absorção química. Nesses casos, a captura do gás depende de um balanço delicado entre a fisissorção e a quimisorção. Neste projeto pretende-se avaliar os principais fatores que governam os dois processos para então compreender como a presença de moléculas neutras, como o CO2, em líquidos iônicos imidazólicos induzem a formação de espécies reativas como o carbeno. Pretende-se realizar medidas da solubilidade do gás em função da pressão e temperatura em diferentes líquidos iônicos, e assim obter os parâmetros termodinâmicos da absorção. Os processos de fisissorção e quimissorção serão caracterizados por medidas espectroscópicas (Raman, IR, RMN), e medidas de propriedades físicas (densidade, viscosidade, condutividade e coeficientes de difusão), cujos resultados serão suportados por cálculos teóricos (DFT e MD).

Publicações científicas (7)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
LEPRE, LUIZ FERNANDO; COSTA GOMES, MARGARIDA; ANDO, ROMULO AUGUSTO. Probing the Reorganization of Ionic Liquids' Structure Induced by CO2 Sorption. ChemPhysChem, v. 21, n. 12 MAY 2020. Citações Web of Science: 0.
NATÁLIA M. MONEZI; LUIZ F. LEPRE; RÔMULO A. ANDO. UNRAVELING THE SOLVATOCHROMISM OF A TRIARYLMETHANE DYE BY RESONANCE RAMAN SPECTROSCOPY. Química Nova, v. 42, n. 9, p. 1116-1121, Set. 2019. Citações Web of Science: 0.
LEPRE, L. F.; PISON, L.; SIQUEIRA, L. J. A.; ANDO, R. A.; GOMES, M. F. COSTA. Improvement of carbon dioxide absorption by mixing poly(ethylene glycol) dimethyl ether with ammonium-based ionic liquids. Separation and Purification Technology, v. 196, n. SI, p. 10-19, MAY 8 2018. Citações Web of Science: 9.
OTERO, I.; LEPRE, L. F.; DEQUIDT, A.; HUSSON, P.; COSTA GOMES, M. F. How Does the Addition of a Third Ion Affect the Molecular Interactions and the Thermodynamic Properties of Acetate-Based Ionic Liquids?. Journal of Physical Chemistry B, v. 121, n. 41, p. 9725-9736, OCT 19 2017. Citações Web of Science: 4.
LEPRE, L. F.; SZALA-BILNIK, J.; PISON, L.; TRAIKIA, M.; PADUA, A. A. H.; ANDO, R. A.; GOMES, M. F. COSTA. Can the tricyanomethanide anion improve CO2 absorption by acetate-based ionic liquids?. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 19, n. 19, p. 12431-12440, MAY 21 2017. Citações Web of Science: 11.
HOHER, KARINA; CARDOSO, PIERCARLO F.; LEPRE, LUIZ F.; ANDO, ROMULO A.; SIQUEIRA, LEONARDO J. A. Molecular dynamics and a spectroscopic study of sulfur dioxide absorption by an ionic liquid and its mixtures with PEO. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 18, n. 41, p. 28901-28910, NOV 7 2016. Citações Web of Science: 5.
LEPRE, L. F.; SZALA-BILNIK, J.; PADUA, A. A. H.; TRAIKIA, M.; ANDO, R. A.; GOMES, M. F. COSTA. Tailoring the properties of acetate-based ionic liquids using the tricyanomethanide anion. Physical Chemistry Chemical Physics, v. 18, n. 33, p. 23285-23295, SEP 7 2016. Citações Web of Science: 9.

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