Szuperkritikus szén-dioxid hatása néhány ionos folyadékra
A szuperkritikus szén-dioxid hatása néhány ionos folyadékra
Péter-Szabó Barbara, Bsc. IV. évf.
Témavezető: Dr. Székely Edit egyetemi docens
BME Kémia és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék
Konzulensek: Kelemen Zsolt
BME Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék
Dr. Nyulászi László egyetemi tanár
BME Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék
Az ionos folyadékok definíció szerint 100 °C alatt olvadó sók, melyeket előnyös tulajdonságaiknak köszönhetően egyre szélesebb körben alkalmaznak. Jellemzően csekély a gőznyomásuk, ezért szuperkritikus szén-dioxidban nem oldódnak, azonban egyes ionos folyadékokban a szén-dioxid egyéb gázoknál sokkal nagyobb mértékben oldódik. Az imidazólium alapú ionos folyadékok rendkívül nagymértékben képesek a szén-dioxidot reverzibilisen megkötni, ami lehetőséget kínál ipari szén-dioxid megkötésre. A szén-dioxid oldódhat fizikailag és kémiailag is.
TDK munkám során 1-etil-3-metil-imidazólium acetát (EMIM-Ac), 1-butil-3-metil-imidazólium acetát (BMIM-Ac), 1-etil-3-metil-imidazólium mezilát (EMIM-Mez), Bisz-2-hidroxietil-ammónium acetát (PIF-1), Bisz-2-etilhexil-ammónium acetát (PIF-2) ionos folyadékokkal dolgoztam, 30-210 bar nyomás és 40-125 °C hőmérséklettartományokban. Az időbeli hatásokat mintavételezéssel követtem.
Az EMIM-Mez, PIF-1, PIF-2 ionos folyadékok esetén csak a szén-dioxid fizikai oldódását figyeltem meg.
Az EMIM-Ac, BMIM-Ac esetében a szén-dioxid fizikai oldódása mellett kémiai reakció lejátszódását is tapasztaltam. A 2-es helyzetű szén-dioxid addukt keletkezése ismert, a Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék kvantumkémiai számításai szerint a 4-es és 5-ös helyzetű addukt keletkezése is lehetséges magasabb hőmérsékleten. Kísérleteimmel e két addukt képződését bizonyítottam, és kimutattam, hogy a magasabb hőmérséklet elősegíti a 2-estől eltérő adduktok keletkezését. Ez technológiai szempontból fontos, hiszen ezen eredmények alapján, alacsonyabb hőmérsékleten való CO2 megkötés esetén meghosszabbítható az ionos folyadék élettartama.
A PIF-2 , harmadik generációs ionos folyadék oldódik szén-dioxidban, oldhatósága >9 m/m%. A szuperkritikus szén-dioxidban oldódó ionos folyadékok kifejlesztése új alkalmazások kifejlesztését teheti lehetővé.
