Materiales carbonosos preparados a partir de cuesco de palma en la adsorción de CO2.Caracterización elemental, próxima y morfológica

Carbonaceous materials prepared from Palm shells for the adsorption of CO2 . Elemental, proximal, and morphological characterization

En la presente investigación se prepararon sólidos porosos tipo carbón activado (CA) a partir de la activación química del cuesco de palma africana procedente de los cultivos de la región de la Guajira, Colombia, con soluciones de Fe$(N{O}_3{)}_3$​ y Cu $(N{O}_3{)}_2$​ con cambio en la concentración a dos diferentes temperaturas:973 y 1073 K. Los sólidos adsorbentes preparados se caracterizaron para determinar sus propiedades fisicoquímicas y capacidades de adsorción de $C{O}_2$​.

Los CA obtenidos presentan micromesoporosidad con áreas superficiales entre 5 y 1300 $m^2{g}^{-1}$​. Los valores con respecto al contenido de carbono fijo se encuentran entre 47,1 y 78,4%; los resultados evidencian que el proceso de activación tiene efectos sobre los parámetros texturales, composición elemental y proximal de los sólidos obtenidos.También se realizó la caracterización morfológica de la superficie de los materiales con SEM evidenciando la formación de mayor rugosidad en las muestras activadas a 1073 K,específicamente, los carbones activados con el nitrato cúprico; además, mediante EDX se cuantificó la presencia de algunos elementos.Los valores obtenidos de la adsorción de $C{O}_2$​ abajas presiones se encuentran entre 80 y 250 mg·$g^{-1}$​, evidenciándose una mayor afinidad hacia los sólidos adsorbentes ($MC{u}_3$​ y $MF{e}_5$​).

INTRODUCCIÓN

Uno de los sectores importantes en Colombia es el agrícola y, especialmente, el de la producción de palma africana debido a la economía social que ha generado al país y teniendo en cuenta que Colombia se encuentra en la cuarta posición de países productores de palma a nivel global y es líder en América. A partir del fruto de esta planta se obtiene el aceite de palma y de este procesamiento se producen varios residuos agroindustriales como lo son el cuesco, la tusa, la fibra y la torta; estos componentes tienen características físico-químicas diferentes, en especial el cuesco de palma del cual se obtiene aproximadamente un 66% de biomasa al finalizar el procesamiento. Este último residuo hoy en día es usado en el compostaje de carreteras o en la combustión en combinación con combustibles fósiles [1]. Por tal razón, en esta investigación se decidió trabajar con este material lignocelulósico como precursor en la producción de sólidos carbonosos, esto en la búsqueda de dar un valor agregado a este residuo dado que contiene un porcentaje de C de aproximadamente el 65%.

En la actualidad el cambio climático ha cobrado interés en nuestra sociedad especialmente por el calentamiento global. Entre los gases de efecto invernadero que tienen un efecto en el aumento de temperatura del planeta se encuentra el CO₂; esta molécula se ha vuelto de interés en numerosos estudios en la búsqueda de diferentes métodos de captura y almacenamiento con el fin de contrarrestar los efectos causados a la atmosfera.