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Síntesis de redes metalorgánicas (MOFs) de potencial aplicación en la captura del CO2
Resumen
En Colombia, según el reporte que presenta el IDEAM y el PNUD en el inventario nacional de emisiones de gases de efecto invernadero los departamentos que más emiten CO2 son: Antioquia, Meta, Caquetá, Valle del Cauca y Santander, aportando en conjunto el 37% de las emisiones nacionales. Este Inventario regionalizado constituye un insumo fundamental para el trabajo que se ha impuesto el país en su Plan de Desarrollo en aspectos relacionados con el impulso hacia un crecimiento verde y bajo en carbono1. El principal método implementado para la captura de CO2 a nivel industrial es la absorción química mediante aminas, sin embargo, este método presenta altos requerimientos energéticos, corrosión de equipos industriales y problemas ambientales; por tanto, se buscan alternativas para su sustitución2. Entre éstas se encuentran los adsorbentes sólidos de CO2, como las zeolitas, el carbón activado, sílices y redes metalórganicas (Metal organic frameworks - MOFs). Los MOF han emergido como una clase extensa de materiales cristalinos con alta porosidad (90% del volumen libre) y áreas superficiales muy grandes. Estas estructuras resultan de la reacción entre especies orgánicas e inorgánicas para la construcción de redes en tres dimensiones que permiten dar una variabilidad a su diseño y magnificación de las propiedades individuales de sus componentes. Por lo anterior, los MOFs son objeto de estudio para aplicaciones en energía limpia como el almacenamiento de H2 y baterías 3-5; en tecnología de sensores, supercapacitores y agentes contrastantes de imágenes de resonancia magnética 5-7, e industriales como separación de gases, captura de compuestos tóxicos gaseosos y catálisis 3, 8-10. Los MOFs se presentan como materiales de próxima generación para la adsorción de CO2 y en los últimos años la investigación a nivel mundial se ha enfocado en su síntesis y en la mejora de sus propiedades para poder ser aplicados en este proceso. Para mejorar las propiedades de adsorción de los MOFs se han utilizado técnicas tales como modificación post-sintética de los ligandos y/o centros metálicos, ligandos intercalados, dopado con iones, formación de materiales compuestos con especies inorgánicas tales como nanotubos de carbono, óxidos de grafito y sílices como SBA-15, entre otros11-12. Por tanto, en esta investigación se pretende sintetizar materiales con propiedades estructurales y fisicoquímicas controladas, mediante la selección adecuada del centro metálico y del espaciador orgánico, con el fin de conseguir aplicaciones en procesos de captura de gases. Como precursor de centro metálico se utilizarán compuestos de cobre, cinc y algunos lantánidos, y como espaciadores orgánicos ácido sulfosuccínico, ácido mucónico y 4,4-bipiridina.
Convocatoria
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Modalidad:Convocatoria externa
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