Imobilização de líquidos iônicos formados pelo cátion 1-metil-3-(3-trimetoxissililpropil) imidazólio em MCM-41 por ancoragem e em xerogel para uso em captura e conversão de CO2

摘要

O estudo de novos materiais para a captura de CO2 aponta como uma opção, o uso de líquidos iônicos como solventes para absorção, pois são compostos nos quais o CO2 apresenta uma solubilidade preferencial. Imobilizar líquidos iônicos em materiais mesoporosos pode ser uma combinação mais vantajosa na captura seletiva. Desta maneira, o objetivo desta tese de doutorado consiste em sintetizar e caracterizar estruturas de líquidos iônicos suportados em materiais mesoporosos, verificar a capacidade de adsorção de CO2 nestes materiais, bem como aplicar estes materiais como catalisadores heterogêneos na síntese de carbonato de propileno via cicloadição com CO2. Os líquidos iônicos foram formados pelo cátion 1-metil-3-(3-trimetoxissililpropil) imidazólio e suportados com concentrações diferentes de LI via ancoragem em material mesoporoso tipo MCM-41 e via sol-gel, somente após a imobilização foi realizada a troca do ânion [Cl]- para [BF4]-, [PF6]- e [Tf2N]-. A caracterização dos materiais foi feita por técnicas de FTIR, RMN de estado sólido, análises térmicas (TGA), microscopia eletrônica de varredura, difração de raios-X (DRX) e adsorção de N2 (BET).Por último, foi feita a avaliação quanto à adsorção de CO2 através de ensaios em microbalança termogravimétrica (PTGA). Os resultados de adsorção de CO2 entre os imobilizados em MCM-41, LICLM50 apresenta melhor capacidade 0,11 g CO2/g adsorvente e, em xerogel, LICLX20 0,35 g CO2/g adsorvente, a 10 bar. Quanto ao uso em catálise heterogênea com LIs suportados a conversão máxima obtida foi de 67 % e a seletividade de 82 % com LICLM50. Estes materiais apresentaram boa capacidade em adsorver o CO2 e, quando utilizados como catalisadores em reações de cicloadição para conversão do CO2, também se portaram favoráveis ao emprego em catálise.