Polietilenimina

La Polietilenimina (PEI) és un polímero obtingut a partir de monòmers d'etilenimina. Segons la seua estructura molecular, este compost pot ser llineal o ramificado. En la seua estructura, el PEI conté una gran cantitat de grups amino, que poden ser primaris, secundaris o terciarios, segons si presenten dos, un o cap enllaç en àtoms d'hidrogen. El PEI llineal només presenta grups amino secundaris, a diferència de el PEI ramificado, que conté els tres tipos de grups amino.

Les polietileniminas llineals són sòlits a temperatura ambiente, mentres que les ramificadas són líquides. Ademés, les polietileniminas llineals són solubles en aigua calenta a baix pH, en metanol, etanol i cloroform. Són, no obstant, insolubles en aigua freda, benceno, éter etílico i acetona. Tenen un punt de fusió entre 73 i 75 °C i es poden almagasenar a temperatura ambiente.

Ocupació para captura de CO₂

Pel seu alt contingut en grups amino, tant la polietilenimina llineal com la ramificada han despertat un gran interés per a la seua ocupació en captura i almagasenament de carbono, ya que els grups amino, de naturalea bàsica, presenten una gran reactivitat front a les molècules de diòxit de carbono (CO₂), en caràcter àcit. En concret, este tipo de composts se sol amprar impregnat en l'interior de l'estructura de sòlits o matrius porosas. Els materials obtinguts s'utilisen en processos d'adsorció química (quimisorción) de CO₂.

El primer us registrat de la polietilenimina para captura de CO₂ va estar motivat per la necessitat d'eliminar este gas en aeronaus, degut a que és un subproducte de la respiració. Es va portar a terme impregnant una matriu polimèrica en PEI.

Despuix d'això, es va triar com a soport MCM-41, un material silíceo mesoestructurado en geometria hexagonal, en que els seus poros es va conseguir incorporar grans cantitats de PEI. Al sòlit adsorbent obtingut se li va denominar "cistella molecular". Els adsorbents MCM-41-PEI varen alcançar capacitats d'adsorció de CO₂ significativament majors que el polímero o el material silíceo per separat. Els autors expliquen este resultat com a conseqüència d'un efecte sinérgico per la dispersió del polímero en l'interior de l'estructura porosa del material MCM-41.

Pels resultats prometedors alcançats per estos materials, es va pensar en amprar este tipo d'adsorbents para la captura de CO₂ en post-combustió, és dir, capturar selectivament el diòxit de carbono d'entre els gasos d'eixida de grans fonts estacionarias, com a centrals tèrmiques, cementeras... per lo que es varen començar a estudiar els sistemes sílice-PEI en més detall, per a conéixer la capacitat d'adsorció de CO₂ i les selectivitat front a l'oxigen (CO₂/O₂) i el nitrogen (CO₂/N₂), principals components de l'aire i dels gasos d'eixida de fumerals en centrals tèrmiques .

Ademés, també s'ha impregnat PEI sobre atres materials, com a matrius de fibra de vidre i monolits. No obstant, si es desigen amprar els materials adsorbents obtinguts en captura de CO₂ en post-combustió, es deu assegurar un comportament adequat en condicions reals (temperatures entre 45-75 °C i presència d'humitat), per lo que és necessari usar com a soport materials en major estabilitat tèrmica i hidrotérmica que el material MCM-41, com és el cas de la sílice SBA-15. També és necessari assegurar la reusabilidad d'estos composts (successius cicles d'adsorció-desorción), aixina com comprovar el seu comportament en presència d'impurees, com el diòxit de sofre (SO₂).