En el contexto de las preocupaciones globales sobre el cambio climático y el control de los gases de efecto invernadero, una nueva tecnología para CO₂ captura, utilización y almacenamiento ha atraído una amplia atención.

Los líquidos iónicos, compuestos únicamente de cationes y aniones, se consideran un nuevo tipo de CO₂ adsorbente debido a su presión de vapor ultrabaja y características ecológicas.

Recientemente, un grupo dirigido por los profesores Zhang Suojiang y He Hongyan del Instituto de Ingeniería de Procesos (IPE) de la Academia de Ciencias de China (CAS) descubrió que los líquidos iónicos bidimensionales muestran un comportamiento de fusión completamente diferente que cuando están en fase masiva. lo que lleva a un alto nivel de CO₂ capacidad de adsorción y robustez estructural durante el CO₂ proceso de adsorción-desorción.

Este estudio fue publicado en Cell Reports Physical Science el 12 de julio.

Los investigadores descubrieron que los líquidos iónicos pueden formar una estructura de tablero de ajedrez ordenada de monocapa bidimensional cuando se apoyan en una superficie metálica. Los líquidos iónicos bidimensionales exhibieron procesos anómalos de fusión escalonada, que implicaban estados de rotación localizada, volcados fuera del plano y completamente desordenados, en lugar del punto de fusión único para los líquidos iónicos a granel.

"Los aniones y los cationes se organizan juntos en forma de tablero de ajedrez, formando así una red bidimensional de enlaces Z ordenados. Esto hace que sea más probable que se produzcan comportamientos de fusión de varios pasos, como la rotación iónica y el giro", dijo el profesor He.

La simulación de dinámica molecular masiva indica que los líquidos iónicos bidimensionales muestran un excelente rendimiento para CO₂ captura debido a los enlaces Z no saturados y expuestos. La fracción molar de CO₂ adsorbido por dos dimensiones [Mmim] PF₆ se mejoró en al menos un orden de magnitud en comparación con los líquidos iónicos a granel correspondientes.

"Cuanto mayor sea el CO₂ la capacidad de adsorción sugiere que tales líquidos iónicos bidimensionales podrían servir como capas funcionales del catalizador para mejorar el proceso de transferencia de masa de CO₂ , que es importante para la fijación y conversión de CO₂ ", dijo el profesor asociado Wang Yanlei del IPE.

Se espera que esta técnica de edición bidimensional para líquidos iónicos proporcione un nuevo método para el control preciso y el diseño funcional de líquidos, que es prometedor para diversas aplicaciones de ingeniería química que involucran solventes, electrolitos y catalizadores líquidos. + Explora más

Las sutiles interacciones iónicas a nivel molecular permiten a los científicos ajustar el punto de fusión de los compuestos iónicos