Incidencia de condiciones de activación de cascarilla de cacao con h3po4 a 500 ºc sobre las características de carbones activados para la captura de Co2
La captura y almacenamiento de dióxido de carbono (CO2) sobre carbones activados derivados de residuos lignocelulósicos, es una alternativa atractiva para reducir el contenido de este gas de efecto invernadero que contribuye de manera importante al calentamiento global y al cambio climático. La casc...
- Autores:
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- 2018
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- Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano
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- Palabra clave:
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Cascarilla de cacao
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La captura y almacenamiento de dióxido de carbono (CO2) sobre carbones activados derivados de residuos lignocelulósicos, es una alternativa atractiva para reducir el contenido de este gas de efecto invernadero que contribuye de manera importante al calentamiento global y al cambio climático. La cascarilla de cacao es un residuo lignocelulósico abundante en Colombia, que puede servir como precursor para la obtención de carbones activados. En este trabajo se prepararon cuatro carbones activados a partir de la cascarilla de cacao mediante activación química, utilizando diferentes relaciones de impregnación (1:1, 1,75:1, 2,5:1 p/p) y concentraciones de ácido fosfórico (25, 55, 85 %), a una temperatura de carbonización moderada de 500 ºC. Las muestras fueron caracterizadas mediante análisis próximo y elemental, índice de yodo, FTIR, isotermas de N2 a 77 K; las isotermas de adsorción de CO2 a 308 K se determinaron para las muestras con mayor volumen de microporos. La mejor área superficial específica fue de 1140 m2/g, se obtuvo al emplear las condiciones más agresivas de impregnación (relación 2,5:1 y 85 % de H3PO4), sin embargo el carbón activado obtenido con la mayor capacidad de adsorción de CO2 (5,67 mmol/g), el mayor volumen de microporos (0,26 m3/g) y uno de los mejores rendimientos (60,2 %) se obtuvo a la concentración de ácido más baja (relación 1,75:1 y 25 % de H3PO4). |
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Alonso, A., Moral-Vico, J., Markeb, A. A., Busquets-Fité, M., Komilis, D., Puntes, V., . . . Font, X. (2017). Critical review of existing nanomaterial adsorbents to capture carbon dioxide and methane. Science of The Total Environment,595, 51-62. Bahri, M. A., Calvo, L., Gilarranz, M., & Rodriguez, J. (2012). Activated carbon from grape seeds upon chemical activation with phosphoric acid: Application to the adsorption of diuron from water. Chemical Engineering Journal,203, 348356. Budinova, T., Ekinci, E., Yardim, F., Grimm, A., Björnbom, E., Minkova, V., & Goranova, M. (2006). Characterization and application of activated carbon produced by H3PO4 and water vapor activation. Fuel Processing Technology,87(10), 899-905. Carrott, P., Carrott, M. R., & Mourão, P. (2006). Pore size control in activated carbons obtained by pyrolysis under different conditions of chemically impregnated cork. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,75(2), 120-127. Dalessandro, D. M., Smit, B., & Long, J. R. (2010). ChemInform Abstract: Carbon Dioxide Capture: Prospects for New Materials. ChemInform,41(48). Deng, S., Wei, H., Chen, T., Wang, B., Huang, J., & Yu, G. (2014). Superior CO2 adsorption on pine nut shell-derived activated carbons and the effective micropores at different temperatures. Chemical Engineering Journal,253, 46-54. Deng, S., Hu, B., Chen, T., Wang, B., Huang, J., Wang, Y., & Yu, G. (2015). Activated carbons prepared from peanut shell and sunflower seed shell for high CO2 adsorption. Adsorption,21(1-2), 125-133. F. Fedecacao, (2016). Economía nacional. Retrieved from http://www.fedecacao.com.co/portal/index.php/es/2015-02-12-17-2059/nacionales Fierro, V., Torné-Fernández, V., & Celzard, A. (2006). Kraft lignin as a precursor for microporous activated carbons prepared by impregnation with ortho-phosphoric acid: Synthesis and textural characterisation. Microporous and Mesoporous Materials,92(1-3), 243-250. Foo, P. Y., & Lee, L. Y. (2010). 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Molina-Sabio, M., Rodríguez-Reinoso, F., Caturla, F., & Sellés, M. (1995). Porosity in granular carbons activated with phosphoric acid. Carbon,33(8), 1105-1113. Neimark, A. V., Lin, Y., Ravikovitch, P. I., & Thommes, M. (2009). Quenched solid density functional theory and pore size analysis of micro-mesoporous carbons. Carbon,47(7), 1617-1628. Olajire, A. A. (2010). CO2 capture and separation technologies for end-of-pipe applications – A review. Energy,35(6), 2610-2628. doi:10.1016/j.energy.2010.02.030 Parshetti, G. K., Chowdhury, S., & Balasubramanian, R. (2015). Biomass derived low-cost microporous adsorbents for efficient CO2 capture. Fuel,148, 246-254 Patnukao, P., Kongsuwan, A., & Pavasant, P. (2008). Batch studies of adsorption of copper and lead on activated carbon from Eucalyptus camaldulensis Dehn. bark. Journal of Environmental Sciences,20(9), 10281034. Pereira, R. G., Veloso, C. M., Silva, N. M., Sousa, L. F., Bonomo, R. C., Souza, A. O., . . . Fontan, R. D. (2014). Preparation of activated carbons from cocoa shells and siriguela seeds using H3PO4 and ZnCL2 as activating agents for BSA and α-lactalbumin adsorption. Fuel Processing Technology,126, 476-486. |
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En este trabajo se prepararon cuatro carbones activados a partir de la cascarilla de cacao mediante activación química, utilizando diferentes relaciones de impregnación (1:1, 1,75:1, 2,5:1 p/p) y concentraciones de ácido fosfórico (25, 55, 85 %), a una temperatura de carbonización moderada de 500 ºC. Las muestras fueron caracterizadas mediante análisis próximo y elemental, índice de yodo, FTIR, isotermas de N2 a 77 K; las isotermas de adsorción de CO2 a 308 K se determinaron para las muestras con mayor volumen de microporos. La mejor área superficial específica fue de 1140 m2/g, se obtuvo al emplear las condiciones más agresivas de impregnación (relación 2,5:1 y 85 % de H3PO4), sin embargo el carbón activado obtenido con la mayor capacidad de adsorción de CO2 (5,67 mmol/g), el mayor volumen de microporos (0,26 m3/g) y uno de los mejores rendimientos (60,2 %) se obtuvo a la concentración de ácido más baja (relación 1,75:1 y 25 % de H3PO4).Requerimientos de sistema: Adobe Acrobat ReaderThe capture and storage of carbon dioxide (CO2) on activated carbons derived from lignocellulosic residues, is an attractive alternative to reduce the content of this greenhouse gas that contributes significantly to global warming and climate change. The cocoa husk is an abundant lignocellulosic residue in Colombia, that can be used as precursor to obtain activated carbons. In this work four activated carbons from cocoa husk were prepared by chemical activation, using different impregnation ratios (1:1, 1,75:1, 2,5:1 w/w) and phosphoric acid concentrations (25, 55, 85%), at a moderate carbonization temperature of 500 °C. The samples were characterized by proximal and elemental analysis, iodine index, FTIR and N2 isotherms at 77 K; the CO2 adsorption isotherms at 308 K were determined to the samples with higher micropore volume. The best specific surface area was 1140 m2/g, with the sample obtained at the most aggressive impregnation conditions (2,5:1 ratio and 85% of H3PO4), however, the activated carbon with the greater CO2 adsorption capacity (5,67 mmol/g), the highest volume of micropores (0,26 m3/g), and one of the best yield (60,2%) was obtained at the lowest acid concentration (1,75:1 ratio and 25 % of H3PO4).Ingeniero Químico21 páginasimage/jepgspaUniversidad de Bogotá Jorge Tadeo LozanoIngeniería QuímicaFacultad de Ciencias Naturales e IngenieríaCarbón activadoCascarilla de cacaoActivación químicaQuímica, IngenieríaQuímicaSoluciones (Química)Ingeniería química -- Trabajos de gradoCompuestos de carbonoDióxido de carbonoCompuestos orgánicosCacao -- InvestigacionesActivated carbonIncidencia de condiciones de activación de cascarilla de cacao con h3po4 a 500 ºc sobre las características de carbones activados para la captura de Co2Trabajo de gradoinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fAbierto (Texto Completo)http://purl.org/coar/access_right/c_abf2Alonso, A., Moral-Vico, J., Markeb, A. A., Busquets-Fité, M., Komilis, D., Puntes, V., . . . Font, X. (2017). Critical review of existing nanomaterial adsorbents to capture carbon dioxide and methane. Science of The Total Environment,595, 51-62.Bahri, M. A., Calvo, L., Gilarranz, M., & Rodriguez, J. (2012). Activated carbon from grape seeds upon chemical activation with phosphoric acid: Application to the adsorption of diuron from water. Chemical Engineering Journal,203, 348356.Budinova, T., Ekinci, E., Yardim, F., Grimm, A., Björnbom, E., Minkova, V., & Goranova, M. (2006). Characterization and application of activated carbon produced by H3PO4 and water vapor activation. Fuel Processing Technology,87(10), 899-905.Carrott, P., Carrott, M. R., & Mourão, P. (2006). Pore size control in activated carbons obtained by pyrolysis under different conditions of chemically impregnated cork. Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,75(2), 120-127.Dalessandro, D. M., Smit, B., & Long, J. R. (2010). 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