Zwitterions baseados em fenolatos para absorção de CO2 : elucidação do mecanismo e propostas de modificações utilizando química computacional

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Araújo, Bruno Bercini de
Orientador(a): Goncalves, Paulo Fernando Bruno
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Captura de carbono
Dióxido de carbono
Mudanças climáticas
Química verde
Química computacional
Palavras-chave em Inglês:
Zwitterions
Carbon capture
Climate change
Green chemistry
Computational chemistry
Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/299393
Resumo: Para mitigar efeitos das mudanças climáticas, metodologias para a absorção de dióxido de carbono (CO2) devem ser utilizadas. Entre elas, destaca-se o uso de soluções aquosas de alcanolaminas como uma tecnologia madura. Entretanto, diversos problemas para seu uso são encontrados, como alto custo energético e dificuldade de aplicação em grande escala. Para explorar alternativas as alcanolaminas, foi estudado, através da teoria do funcional da densidade, a reação de zwitterions baseados em fenolato com CO2. Utilizando o nível de teoria ωB97XD/def2-QZVPPD//ωB97XD/def2-TZVPP em água (H2O) implicitamente simulada, foi determinado que a reação segue um mecanismo concertado entre o complexo (zwitterion+H2O) e CO2. Após, grupos capazes de doar ou retirar densidade eletrônica foram adicionados ao fenolato com o intuito de entender seus efeitos sob a reação de absorção. De forma geral, grupos doadores reduzem a energia necessária para a absorção, entretanto tornam a dessorção energeticamente desfavorável. Grupos retiradores, por sua vez, apresentam pouco efeito na absorção, mas reduzem a energia necessária para a dessorção. Por último, a substituição do grupo imidazólio por trietilamônio foi testada sendo observado um favorecimento tanto a reação de absorção quanto de dessorção. Todos os resultados foram comparados com os obtidos para o metildietanolamina (MDEA), alcanolamina utilizada com referência.
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