Dans le contexte des préoccupations mondiales concernant le changement climatique et le contrôle des gaz à effet de serre, une nouvelle technologie pour le CO₂ la capture, l'utilisation et le stockage ont attiré une large attention.

Les liquides ioniques, composés uniquement de cations et d'anions, sont considérés comme un nouveau type de CO₂ adsorbant en raison de leur pression de vapeur ultra-faible et de leurs caractéristiques écologiques.

Récemment, un groupe dirigé par les professeurs Zhang Suojiang et He Hongyan de l'Institut de génie des procédés (IPE) de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a découvert que les liquides ioniques bidimensionnels présentent un comportement de fusion complètement différent de celui en phase de masse, conduisant à un CO₂ élevé capacité d'adsorption et robustesse structurelle pendant le CO₂ processus d'adsorption-désorption.

Cette étude a été publiée dans Cell Reports Physical Science le 12 juillet.

Les chercheurs ont découvert que les liquides ioniques peuvent former une structure bidimensionnelle monocouche ordonnée en damier lorsqu'ils sont soutenus par une surface métallique. Les liquides ioniques bidimensionnels présentaient des processus de fusion par étapes anormaux, impliquant des états de rotation localisée, de retournement hors du plan et entièrement désordonnés, plutôt que le point de fusion unique pour les liquides ioniques en vrac.

"Les anions et les cations sont disposés ensemble en damier, formant ainsi un réseau de liaisons Z bidimensionnel et ordonné. Cela rend plus probable les comportements de fusion en plusieurs étapes tels que la rotation ionique et le retournement", a déclaré le professeur He.

La simulation de dynamique moléculaire massive indique que les liquides ioniques bidimensionnels présentent d'excellentes performances pour le CO₂ capture due aux liaisons Z insaturées et exposées. La fraction molaire de CO₂ adsorbé par [Mmim] PF₆ bidimensionnel a été amélioré d'au moins un ordre de grandeur par rapport aux liquides ioniques en vrac correspondants.

"Plus le CO₂ est élevé la capacité d'adsorption suggère que ces liquides ioniques bidimensionnels pourraient servir de couches fonctionnelles du catalyseur pour améliorer le processus de transfert de masse du CO₂ , ce qui est important pour la fixation et la conversion du CO₂ ", a déclaré le professeur associé Wang Yanlei de l'IPE.

Cette technique d'édition bidimensionnelle pour les liquides ioniques devrait fournir une nouvelle méthode pour le contrôle précis et la conception fonctionnelle des liquides, ce qui est prometteur pour diverses applications de génie chimique impliquant des solvants, des électrolytes et des catalyseurs liquides. + Explorer plus loin

Des interactions ioniques subtiles au niveau moléculaire permettent aux scientifiques d'ajuster le point de fusion des composés ioniques