Em um ambiente político carbocêntrico, o monóxido de dinitrogênio (N2O) é quase o gás de efeito estufa esquecido. Volumes enormes são liberados na atmosfera naturalmente a partir dos solos e dos oceanos. Sendo responsável por cerca de dois terços da concentração atmosférica – agricultura, combustão e a indústria química, entre eles respondem pelo outro terço. Especificamente, a produção em grande escala de ácido adípico e vários outros produtos químicos finos é responsável por um volume significativo do fluxo total de N2O.
O N2O tem uma vida útil atmosférica de cerca de 114 anos e um potencial de aquecimento global (GWP) de 298 (dado um horizonte de tempo de um século). O GWP para CO2 é apenas 1, o que torna o N2O um potente gás de efeito estufa. Os níveis de N2O estão bem acima de 319 partes por bilhão em volume, em comparação com os níveis pré-industriais de 285 ppbv (aumento de 9–10%). O N2O não é o principal contribuinte para o aquecimento global; no entanto, é um dos seis gases, incluindo CO2, hexafluoreto de metano e enxofre, hidrofluorocarbonos e perfluorocarbonos, que o Quadro das Nações Unidas sobre Mudança do Clima reservou para reduções substanciais na tentativa de evitar os piores efeitos sobre o aquecimento global e as mudanças climáticas.
Das fontes antropogênicas, talvez as duas soluções mais diretas para o problema seriam evitar a liberação do gás da urina do gado e extraí-lo das saídas gasosas das fábricas de produtos químicos. Testes preliminares foram realizados usando madeira verde, biochar, adicionada a pastagens para adsorver N2O da urina de gado, e para separar o N2O do gás residual industrial, que também contém dióxido de carbono, está sendo difícil.
A DuPont adotou os líquidos iônicos à temperatura ambiente (RTILs) como um solvente verde para a extração de N2O de gases residuais. O processo é particularmente adequado para o fluxo de resíduos da produção de ácido adípico, uma vez que o N2O pode ser reciclado de volta na matéria-prima para aumentar o rendimento geral e, ao mesmo tempo, evitar a necessidade de liberar esse gás para a atmosfera. O N2O também é usado como agente oxidante para converter benzeno em fenol, portanto, também pode ser usado dessa forma.
Mark Shiflett e colegas do departamento de Pesquisa e Desenvolvimento Central da empresa em Wilmington, Delaware, EUA, explicam como modelaram a mistura de N2O/CO2 tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazólio ([bmim] [BF4]) com a separação em mente. [bmim] [BF4] é bem conhecido como um RTIL arquetípico, uma substância iônica em que a energia de cristalização é muito alta para ser um sólido à temperatura ambiente. Como tal, é um líquido e pode atuar como solvente para uma ampla gama de substâncias para as quais não estão disponíveis solventes orgânicos voláteis potentes (VOCs). Os RTILs também têm várias vantagens importantes sobre os VOCs, pois têm volatilidade limitada, são amplamente não tóxicos, não queimam e podem ser liberados de seus solutos muito mais rapidamente do que os VOCs.
O modelo da equipe para equilíbrio do sistema de separação mostra que ele é válido em uma faixa de temperatura de 296 a 315 K e os testes iniciais mostram que, para grandes e pequenas proporção de N2O / CO2, os dois podem ser separados de forma bastante eficaz . A concentração real de RTIL parece fazer pouca diferença na seletividade final da separação, mas, sem ela, não há maneira prática de separar os dois gases. Os pesquisadores apontam que esses estudos preliminares podem abrir caminho para uma separação industrial eficaz desses dois gases importantes, embora ainda não tenham identificado o RTIL específico que seria mais eficaz em um processo em escala industrial.
“Shiflett é um dos líderes mundiais no estudo de solubilidades de gases em líquidos iônicos”, disse Ken Seddon, Diretor do Centro de Pesquisa QUILL na Irlanda do Norte à ChemViews, “Este estudo estende seu trabalho ao N2O e embora a instabilidade hidrolítica do ânion tetrafluoroborato impedirá sua aplicação em escala industrial, está claro agora o que precisa ser feito para criar um sistema prático. “
Texto traduzido por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisholzle@unipampa.edu.br ). A tradução do original ‘The Forgotten Greenhouse Gas‘ foi gentilmente autorizada pelos detentores dos direitos (Wiley-VCH GmbH – ChemistryViews.org).
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