OR3-62 Novel Imidazolium-Based Ionic Liquid/Mordenite composites for CO2 capture. An ONIOM-DFT study

Resumo

RESUMO - As emissões de dióxido de carbono (CO₂) na atmosfera influenciam drasticamente a mudança climática global. Com o atual nível de emissão de CO₂, o objetivo da Agenda 2030 da ONU para desenvolvimento sustentável não será atingido. Assim, para evitar a iminente catástrofe climática é necessária uma diminuição da poluição usando captura, armazenamento e utilização de CO₂ (siglas em inglês “CCSU”). Resolver estas questões requer o desenvolvimento de materiais a uma velocidade sem precedentes. Neste trabalho, abordaremos alguns dos resultados mais recentes no design in sílico de novos materiais adsorventes para CCSU. Demonstramos através de cálculos híbridos ONIOM-DFT a melhor via para sintetizar novos materiais com aplicações tecnológicas sustentáveis. Em particular, focaremos no mecanismo de formação de novos compósitos ([M]-MOR), combinando Na-MOR com alguns líquidos iônicos ([M]Cl): 1-(3-amino-etil)-3-metil-3H-imidazolium cloreto [2-AEMIm]Cl, 1-(3-amino-propil)-3-metil-3H-imidazolium cloreto [3-APMIm]Cl, R-1-(2-amino-propil)-3-metil-3H-imidazolium cloreto [R-2-APMIm]Cl e S-1-(2-amino-propil)-3-metil-3H-imidazolium cloreto [S-2-APMIm]Cl. Nossos resultados mostram que o [2-AEMIm]-MOR apresenta condições eletrônicas e estéricas para aplicações CCSU.

ABSTRACT - The human carbon dioxide (CO₂) emissions in the atmosphere dramatically influence global climate change. Maintaining the actual reduction in greenhouse gas emissions must not achieve the United Nations Sustainable Development Goals by 2030. Accordingly, an imminent climate catastrophe calls for a pollution decrease, e.g., using technologies based on CO₂ capture, storage (CCS) or CO₂ capture, storage, and utilization (CCSU). Solving these issues requires the development of new adsorbent materials at an unprecedented step. Here, we demonstrated using ONIOM-DFT hybrid calculations the best way to synthesize new materials with environmentally friendly technological applications. We focused on the formation mechanism of novel composites (i.e., [M]-MOR) combining Na-MOR with various ionic liquids (i.e., [M]Cl): 1-(3-amino-ethyl)-3-methyl-3H-imidazolium cloride [2-AEMIm]Cl, 1-(3-amino-propyl)-3-methyl-3H-imidazolium cloride [3-APMIm]Cl, R-1-(2-amino-propyl)-3-methyl-3H-imidazolium cloride [S-2-APMIm]Cl, and S-1-(2-amino-propyl)-3-methyl-3H-imidazolium cloride [S-2-APMIm]Cl. The [2-AEMIm]-MOR composites presented electronic and steric conditions for potential applications in CCS and CCSU.