Preparation and characterization of silica–amine hybrid aerogels containing ionic liquid for the capture of carbondioxide (CO2)

Bu proje ile yanma sonrası oluşan gazlardan CO2 yakalamak amacıyla amin hibrid silika aerojellerin kullanıldığı adsorpsiyon temelli bir sürecin geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla silika temelli amin hibrid aerojeller farklı kompozisyonlarda sentezlenmiş ve üretilen aerojellerin CO2 yakalama performansları, tasarlanan sabit yatak dolgulu adsorpsiyon düzeneğinde incelenmiştir. Aerojeller, silika başlatıcı olarak tetraetil ortosilikat (TEOS) ve amin kaynağı olarak da (3-Aminopropil) trietoksisilan (APTES) kullanılarak tek aşamalı sol-jel yöntemi izlenerek hazırlanmıştır. Hazırlanan aerojellerin CO2 yakalama performansını arttırmak amacıyla yüksek CO2 çözünürlüğüne ve seçiciliğine sahip, amin içeren (1-Etil-3-metilimidazolyum bis (triflorometilsülfonil) imit) türü bir iyonik sıvı da sol ajanı olarak kullanılmıştır. Sol-jel hazırlama yöntemi sırasında, TEOS mol oranı sabit tutularak, değişik mol oranlarında APTES ve iyonik sıvı değerleri parametre olarak seçilmiştir. Hazırlanan silika aerojellerinin kimyasal yapıları Fourier Dönüşümlü Infirared Spektrometre (FT-IR), ısıl davranışları Termo Gravimetrik Analizler (TGA), yüzey morfolojisi ise Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizleri ile incelenmiştir. Ayrıca yüzey alanı ve gözenek çap değerleri Brunauer Emmett ve Teller (BET) teorisi kullanılarak bulunmuştur. Yapılan bir dizi adsorpsiyon denemeleri sonucunda kullanılan amin kaynağı ve iyonik sıvı eklentisinin CO2 tutma kapasitelerini arttırdığı görülmüştür. Yapılan iyileştirme çalışmaları ile 368 saniyede 414.31 mg/g (9.41 mmol/g) CO2 tutma kapasitesine ulaşılmıştır. Elde edilen sonuçlar literatürde yer alan amin içerikli tutucuların kapasiteleriyle kıyaslanmıştır. Böylelikle bu çalışmada üretilen amin hibrid silika aerojellerin CO2 yakalama süreçleri için ümit vaat edici adaylar olabileceği sonucuna varılmıştır.