No contexto das preocupações globais sobre mudanças climáticas e controle de gases de efeito estufa, uma nova tecnologia para CO₂ captura, utilização e armazenamento atraíram ampla atenção.
Líquidos iônicos, compostos apenas por cátions e ânions, são considerados um novo tipo de CO₂ adsorvente devido à sua pressão de vapor ultrabaixa e características ecológicas.

Recentemente, um grupo liderado pelos professores Zhang Suojiang e He Hongyan do Instituto de Engenharia de Processos (IPE) da Academia Chinesa de Ciências (CAS) descobriu que líquidos iônicos bidimensionais apresentam um comportamento de fusão completamente diferente do que quando em fase de massa, levando a um alto CO₂ capacidade de adsorção e robustez estrutural durante o CO₂ processo de adsorção-dessorção.

Este estudo foi publicado em Cell Reports Physical Science em 12 de julho.

Os pesquisadores descobriram que os líquidos iônicos podem formar uma estrutura quadridimensional de monocamada bidimensional, ordenada, quando apoiada por uma superfície de metal. Os líquidos iônicos bidimensionais exibiram processos de fusão passo a passo anômalos, envolvendo estados de rotação localizada, invertidos fora do plano e totalmente desordenados, em vez de um único ponto de fusão para os líquidos iônicos a granel.

"Anions e cátions são organizados juntos de forma quadriculada, formando assim uma rede bidimensional ordenada de ligações Z. Isso torna mais provável para os comportamentos de fusão em várias etapas, como rotação iônica e inversão", disse o Prof. He.

A simulação de dinâmica molecular maciça indica que os líquidos iônicos bidimensionais apresentam excelente desempenho para CO₂ captura devido às ligações Z insaturadas e expostas. A fração molar de CO₂ adsorvido por bidimensional [Mmim] PF₆ foi melhorado em pelo menos uma ordem de grandeza em comparação com os líquidos iônicos correspondentes.

"O maior CO₂ capacidade de adsorção sugere que tais líquidos iônicos bidimensionais podem servir como camadas funcionais do catalisador para melhorar o processo de transferência de massa de CO₂ , que é importante para a fixação e conversão de CO₂ ", disse o Professor Associado Wang Yanlei do IPE.

Espera-se que esta técnica de edição bidimensional para líquidos iônicos forneça um novo método para o controle preciso e design funcional de líquidos, o que é promissor para várias aplicações de engenharia química envolvendo solventes, eletrólitos e catalisadores líquidos. + Explorar mais

Interações sutis de íons em nível molecular permitem aos cientistas ajustar o ponto de fusão dos compostos iônicos