14.07.2022 - Chinese Academy of Sciences

Des liquides ioniques bidimensionnels pour capturer efficacement le dioxyde de carbone

Dans le contexte de la préoccupation mondiale concernant le changement climatique et le contrôle des gaz à effet de serre, une nouvelle technologie de capture, d'utilisation et de stockage du CO2 a suscité une grande attention.

Les liquides ioniques, composés uniquement de cations et d'anions, sont considérés comme un nouveau type d'adsorbant du CO2 en raison de leur pression de vapeur ultra-faible et de leurs caractéristiques écologiques.

Récemment, un groupe dirigé par les professeurs ZHANG Suojiang et HE Hongyan de l'Institute of Process Engineering (IPE) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a découvert que les liquides ioniques bidimensionnels présentent un comportement de fusion complètement différent de celui de la phase brute, ce qui leur confère une grande capacité d'adsorption du CO2 et une robustesse structurelle pendant le processus d'adsorption-désorption du CO2.

Cette étude a été publiée dans Cell Reports Physical Science le 12 juillet.

Les chercheurs ont découvert que les liquides ioniques peuvent former une structure en damier ordonnée, monocouche et bidimensionnelle lorsqu'ils sont supportés par une surface métallique. Les liquides ioniques bidimensionnels présentent des processus de fusion par étapes anormaux, impliquant des états de rotation localisée, de basculement hors du plan et de désordre total, plutôt que le point de fusion unique des liquides ioniques en vrac.

"Les anions et les cations sont disposés ensemble en damier, formant ainsi un réseau bidimensionnel ordonné de liaisons en Z. Cela rend plus probable l'apparition de l'état de fusion multiple. Cela rend plus probable les comportements de fusion en plusieurs étapes, comme la rotation et le retournement ioniques", a déclaré le professeur HE.

La simulation massive de dynamique moléculaire indique que les liquides ioniques bidimensionnels présentent d'excellentes performances pour le captage du CO2 en raison des liaisons Z insaturées et exposées. La fraction molaire de CO2 adsorbée par le [Mmim]PF6 bidimensionnel a été améliorée d'au moins un ordre de grandeur par rapport aux liquides ioniques en vrac correspondants.

"La plus grande capacité d'adsorption du CO2 suggère que ces liquides ioniques bidimensionnels pourraient servir de couches fonctionnelles du catalyseur pour améliorer le processus de transfert de masse du CO2, qui est important pour la fixation et la conversion du CO2", a déclaré le professeur associé WANG Yanlei de l'IPE.

Cette technique d'édition bidimensionnelle des liquides ioniques devrait fournir une nouvelle méthode pour le contrôle précis et la conception fonctionnelle des liquides, ce qui est prometteur pour diverses applications d'ingénierie chimique impliquant des solvants, des électrolytes et des catalyseurs liquides.

Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.

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