Remoção de CO2 de misturas de gases é importante para a captura de carbono para reduzir o impacto ambiental dos processos de combustão. O grafeno de camada única tem tamanhos de poros definidos na faixa nanométrica e foi sugerido como um material para separação de gases. No entanto, seus poros são geralmente muito grandes (cerca de 10 Å) para remover com eficiência gases comuns, cujas moléculas têm diâmetros cinéticos entre 2,5 e 4,0 Å.
Sheng Dai, do Laboratório Nacional de Oak Ridge, Oak Ridge, e Universidade de Tennessee, Knoxville, ambos TN, EUA, De-en Jiang, Universidade da Califórnia, Riverside, CA, EUA, e colegas propõem uma membrana de grafeno porosa, revestida com um líquido iônico, que pode separar seletivamente gases como CO2 e CH4. A equipe usou simulações de dinâmica molecular (MD) para estudar um sistema composto de grafeno poroso e o líquido iônico [emim] [BF4] (tetrafluoroborato de 1-etil-3-metilimidazólio). Eles simularam duas câmaras separadas pela membrana revestida ou um grafeno de referência não revestido e compararam a permeação de gás resultante para CO2, N2 e CH4.
A equipe descobriu que todos os três gases passam pelo grafeno não revestido em quantidades aproximadamente iguais. A membrana revestida com líquido iônico, em contraste, era altamente seletiva para permeação de CO2 e dificultava a passagem de CH4, resultando em uma razão de seletividade CO2/CH4 de aproximadamente 42. O efeito é atribuído ao tamanho de poro reduzido causado pela camada de líquido iônico e a maior afinidade de adsorção de CO2 no líquido iônico em comparação com outros gases. De acordo com os pesquisadores, materiais híbridos de grafeno/líquido iônico com tamanhos de poros ajustáveis podem ser promissores para a separação seletiva de gases.
- Ion-Gated Gas Separation through Porous Graphene,
Ziqi Tian, Shannon M. Mahurin, Sheng Dai, De-en Jiang,
Nano Lett. 2017.
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b05121
Texto traduzido por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( luisholzle@unipampa.edu.br ). A tradução do original ‘Separating Gases with Graphene‘ foi gentilmente autorizada pelos detentores dos direitos (Wiley-VCH GmbH – ChemistryViews.org).
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- Autor: ChemistryViews.org
- Publicado: 02 março 2017
- Direito autoral: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
- Fonte/Editor: Nano Letters/ACS Publications
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