Gas acid adsorption by composite np CeO2 + CNT supported on clay

Abstract

Las emisiones de CO2 y H2S siguen preocupando a la población mundial, ya que estos gases soy muy tóxicos, incluso en bajas concentraciones. En el sector industrial, estos gases provocan el deterioro de tuberías y equipos, aumentando los costes de man- tenimiento. Por esta razón, la adsorción de CO2 con materiales como arcillas rojas y caolinita funcionalizadas con nanopartículas de dióxido de cesio (CeO2 NPs) y nanotubos de carbono (CNTs) ofrecen una solución prometedora para la adsorción de CO2, por su alta superficie de sitios activos y selectividad química al CO2. Este trabajo se centra en la adsorción de CO2, un gas cuyas emisiones son significativamente mayores en comparación al H2S, mediante desarrollo de un material adsorbente que combina las propiedades de las arcillas rojas y la caolinita con las nanopartículas de CeO2 y los CNTs. Para ello, se prepararon pellets con una composición de 0.01% de CNTs y 1% NPs CeO2 en caolinita y arcilla roja. Estos se caracterizaron mediante diferentes técnicas como la difracción de rayos X (DRX) y el análisis termogravimétrico (TGA), que se utilizaron para determinar qué fase cristalina presentaba mayor adsorción de CO2 y para evaluar la pérdida de peso de la muestra en función de la temperatura, respectivamente. A partir de los resultados de los patrones de DRX, se puede concluir que la fase de nacrita proporciona una mayor cantidad de sitios activos que la fase de caolinita debido a que la nacrita tiene una es- tructura tetraédrica y octaédrica estratificada, lo que le confiere una mayor porosidad y, por tanto, se produce una mayor adsorción, combinada con las propiedades estructurales de las NPs CeO2 y los CNTs. Además, se realizó una prueba de adsorción de CO2 en condiciones de alta presión (500 psig) y a una temperatura de 25°C para determinar la capacidad de adsorción de CO2. Se comprobó que la caolinita funcionalizada con CNTs y NPs CeO2 es el material con mayor adsorción de CO2 con un valor de 2.10 mmol/g, lo que se debe a la sinergia existente entre CNTs y NPs CeO2 que genera más sitios activos para la adsorción.