Captura de H2 y CO2 en materiales zeolíticos modificados
Fecha
2018-05-07Registro en:
Buensuceso Solano, Virginia. (2013). Captura de H2 y CO2 en materiales zeolíticos modificados (Maestría en Ciencias en Ingeniería Química). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Superior de Ingeniería Química e Industrias Extractivas, México.
Autor
Buensuceso Solano, Virginia
Institución
Resumen
RESUMEN:
Actualmente el uso desmesurado de combustibles fósiles, ha incrementado considerablemente la cantidad de emisiones de CO2 hacia la atmósfera, el cual junto con otros gases (CH4, NOx, SOx, etc.) aumenta los daños al medio ambiente debido al efecto invernadero que estos provocan, es por eso que para disminuir la emisión de CO2 a la atmósfera, se han propuesto diversas alternativas, tanto para generar combustibles y/o energéticos limpios y renovables como H2, así como procesos de captura de CO2 e H2. Por lo anteriormente mencionado en este trabajo se propone el uso de materiales zeolíticos modificados para la captura y almacenamiento de CO2 e H2.
El presente trabajo está dividido en 3 capítulos principalmente. En el capítulo 1 se presentan los antecedentes y generalidades que sustentan la propuesta de los materiales y procesos propuestos.
En el capítulo 2 de este trabajo se aborda y se detalla el desarrollo experimental comenzando por la síntesis de materiales microporosos, tales como: zeolita β (BEA) y silicalita-1 (MFI). Posteriormente, las zeolitas fueron modificadas fisicoquímicamente, mediante la remoción de aluminio en el caso de la zeolita β y la inclusión de litio y titanio en la silicalita. Los materiales sintetizados se caracterizaron estructural y morfológicamente, utilizando las técnicas experimentales siguientes: Difracción de Rayos X (DRX), Espectroscopia de Infrarrojo con Transformada de Fourier (FT-IR) y Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). Por otro lado, las técnicas de Análisis Termogravimétrico (ATG), Espectroscopía de Infrarrojo (IR), Termodesorción Programada (TDP) fueron utilizadas para evaluar la capacidad de adsorción de gases.
En el capítulo 3 se concentran y se discuten los resultados obtenidos de la síntesis, caracterización y evaluación de los materiales preparados. Con base a los resultados obtenidos de la caracterización de los materiales por las técnicas de RX, IR y MEB se determinaron las propiedades fisicoquímicas, estructurales y morfológicas de las fases zeolíticas correspondientes a BEA y MFI. Por otro lado, se encontró y se discutió la relación de las propiedades de las zeolitas con su capacidad de adsorción de H2 y CO2. Por ejemplo, la adsorción de CO2 fue posible observarla en los diferentes materiales, no así en el almacenamiento de H2, donde no se obtuvieron resultados convincentes. Finalmente, se observó que la presencia de LiOH impregnado en las zeolitas y la adición de titanio en la estructura de las zeolitas si presentó un efecto en la adsorción de CO2.
ABSTRACT:
Currently, the excessive use of fossil fuel has been significant increased on the amount of CO2 emissions into the atmosphere, which along with other gases (CH4, NOx, SOx, etc.). This increasing has been provokes serious environmental damage due to the greenhouse effect. To reduce the emission of CO2 into the atmosphere, several alternatives have been proposed. For instance, produce clean fuels or renewable energy as H2, other alternative are CO2 capture and H2 storage processes. According to mentioned above, in this project is propose the use of modified zeolite materials for the capture and storage of CO2 and H2.
This work is divided into 3 chapters. In the first chapter is shown the background relate to features of zeolite materials and is describing the general way, the problems and damages that provoke the presence of CO2 into atmosphere.
In chapter 2 is describing the experimental methods used, first is mentioned in detailed way the synthesis of microporous materials such as: beta zeolite (BEA) and silicalite-1 (MFI). After the zeolites prepared were modified physicochemically by the removal of aluminum in the case of beta zeolite and the inclusion of lithium and titanium in the silicalite. The synthesized materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR) and Scanning Electron Microscopy (SEM) to know the textural, structure and morphology properties. On another hand, Thermogravimetric Analyses (TGA), Infrared Spectroscopy (IR), Thermo Programmed Desorption (TPD) were used to evaluated the capacity of gas adsorption.
The Chapter 3 is shown the results related to synthesis, characterization and adsorption of the prepared materials, the results are discussed too. According to characterization results the structure, textural, morphology and physicochemical properties, these corresponding to BEA and MFI zeolites phases. Furthermore, it was found that gas adsorption capacity was attribute to properties of the modified zeolites prepared.