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espanolEn los ultimos anos, la produccion de biogas en biodigestores domesticos ha tenido un creciente desarrollo, siendo empleado en zonas rurales principalmente para iluminar y calentar. Sin embargo, la presencia de CO2 reduce considerablemente el poder calorifico del biogas, lo cual genera disminucion en la eficiencia termica, lo que hace necesaria la remocion de este componente para mejorar la calidad del gas y aumentar sus posibilidades de aplicacion como combustible. En este trabajo se evaluo la capacidad de adsorcion de CO2 de nanoparticulas de silice y silice pirogenica comercial Aerosil 380 funcionalizadas con aminas. Las nanoparticulas de silice se prepararon mediante el metodo sol-gel usando como precursor de silicio tetraetil ortosilicato (TEOS). Los materiales se funcionalizaron mediante impregnacion humeda con 15 y 30 %p de dietanolamina y etilendiamina. Las pruebas de caracterizacion permitieron determinar el tamano de nanoparticula (TEM), area superficial (BET), estabilidad termica (TGA) y composicion quimica (FTIR) de las nanoestructuras, y relacionar dichas propiedades con la afinidad por el adsorbato. Los ensayos de adsorcion de CO2 se realizaron a una temperatura de 30 °C bajo un flujo de 60 mLmin-1 de CO2 a una presion de 20 psi. Los materiales basados en silice pirogenica Aerosil 380 obtuvieron una mayor capacidad de adsorcion comparados con los materiales de nanoparticulas de silice sintetizadas, y se obtuvo la mayor capacidad de adsorcion (35,4 mg/g) para la muestra impregnada al 30 % p/p de dietanolamina, que ademas puede adsorber CO2 en presencia de humedad. portuguesNos ultimos anos, a producao de biogas em biodigestores domesticos vem crescendo, sendo utilizado nas areas rurais principalmente para iluminacao e aquecimento. No entanto, a presenca de CO2 reduz consideravelmente o valor calorifico do biogas, gerando uma diminuicao na eficiencia termica, o que torna necessario remover esse componente para melhorar a qualidade do gas e aumentar suas possibilidades de aplicacao como combustivel. Neste trabalho, avaliou-se a capacidade de adsorcao de CO2 de nanoparticulas de silica e silica pirogenica Aerosil 380 funcionalizadas com aminas. Nanoparticulas de silica foram preparadas pelo metodo sol-gel usando ortossilicato de tetraetil (TEOS) como precursor do silicio. Os materiais foram funcionalizados por impregnacao umida com 15 e 30 %p de dietanolamina e etilenodiamina. Os testes de caracterizacao permitiram determinar o tamanho das nanoparticulas (TEM), a area superficial (BET), a estabilidade termica (TGA) e a composicao quimica (FTIR) das nanoestruturas e relacionar essas propriedades a afinidade pelo adsorbato. Os testes de adsorcao de CO2 foram realizados a uma temperatura de 30 °C sob um fluxo de 60 mLmin-1 de CO2 a uma pressaode 20 psi. Os materiais baseados em silica pirogenica aerossil 380 obtiveram uma maior capacidade de adsorcao em comparacao com as nanoparticulas de silica sintetizadas, obtendo a maior capacidade de adsorcao (35,4 mg/g) para a amostra impregnada de 30 %p de dietanolamina, que tambem pode adsorver CO2 na presenca de umidade. EnglishIn recent years, the production of biogas in domestic biodigesters has been growing, being used in rural areas mainly for lighting and heating. Nevertheless, the presence of CO2 considerably reduces the calorific value of biogas, generating a decrease in thermal efficiency which makes it necessary to remove this component to improve the quality of the gas and increase its possibilities of application as fuel. In this research, the CO2 adsorption capacity of Aerosil 380 commercialized pyrogenic silica nanoparticles with amines was evaluated. Silica nanoparticles were prepared by the sol-gel method using tetraethyl orthosilicate (TEOS) as a precursor to silicon oxide or silica. The materials were functionalized by wet impregnation with 15 and 30 %w of diethanolamine and ethylenediamine. The characterization tests allowed us to determine the nanoparticle size (TEM), surface area (BET), thermal stability (TGA) and chemical composition (FTIR) of the nanostructures and to relate these properties to the affinity for adsorbate. The CO2 adsorption tests were carried out at a temperature of 30 °C under a flow of 60 mLmin-1 of CO2 at a pressure of 20 psi. Pyrogenic Aerosil 380 based silica materials obtained a higher adsorption capacity compared to synthesized silica nanoparticles, obtaining the highest adsorption capacity (35.4 mg/g) for the 30 %w impregnated sample of diethanolamine, which can also adsorb CO2 in the presence of H2O. |
