Nel contesto delle preoccupazioni globali sui cambiamenti climatici e il controllo dei gas serra, una nuova tecnologia per la CO₂ acquisizione, utilizzo e archiviazione hanno attirato un'ampia attenzione.

I liquidi ionici, composti solo da cationi e anioni, sono considerati un nuovo tipo di CO₂ adsorbente grazie alla loro bassissima pressione di vapore e alle caratteristiche ecocompatibili.

Recentemente, un gruppo guidato dai professori Zhang Suojiang e He Hongyan dell'Istituto di ingegneria di processo (IPE) dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha scoperto che i liquidi ionici bidimensionali mostrano un comportamento di fusione completamente diverso rispetto a quando sono in fase sfusa, portando a un CO₂ elevato capacità di adsorbimento e robustezza strutturale durante la CO₂ processo di adsorbimento-desorbimento.

Questo studio è stato pubblicato su Cell Reports Physical Science il 12 luglio.

I ricercatori hanno scoperto che i liquidi ionici possono formare una struttura a scacchiera bidimensionale monostrato, ordinata, se supportati da una superficie metallica. I liquidi ionici bidimensionali hanno mostrato processi di fusione graduali anomali, che coinvolgono stati localizzati-ruotati, capovolti fuori piano e completamente disordinati, piuttosto che il singolo punto di fusione per i liquidi ionici sfusi.

"Anioni e cationi sono disposti insieme a scacchiera, formando così una rete di legame Z bidimensionale e ordinata. Ciò rende più probabili i comportamenti di fusione in più fasi come la rotazione ionica e il capovolgimento", ha affermato il prof. He.

La massiccia simulazione della dinamica molecolare indica che i liquidi ionici bidimensionali mostrano prestazioni eccellenti per CO₂ cattura a causa dei legami Z insaturi ed esposti. La frazione molare di CO₂ adsorbito da [Mmim] PF₆ bidimensionale è stato migliorato di almeno un ordine di grandezza rispetto ai corrispondenti liquidi ionici sfusi.

"Maggiore CO₂ la capacità di adsorbimento suggerisce che tali liquidi ionici bidimensionali potrebbero fungere da strati funzionali del catalizzatore per migliorare il processo di trasferimento di massa di CO₂ , che è importante per la fissazione e la conversione di CO₂ ”, ha affermato il Professore Associato Wang Yanlei di IPE.

Questa tecnica di editing bidimensionale per liquidi ionici dovrebbe fornire un nuovo metodo per il controllo preciso e la progettazione funzionale dei liquidi, che è promettente per varie applicazioni di ingegneria chimica che coinvolgono solventi, elettroliti e catalizzatori liquidi. + Esplora ulteriormente

Le sottili interazioni ioniche a livello molecolare consentono agli scienziati di regolare il punto di fusione dei composti ionici