Carbon Dioxide Capture Using Ionic Liquids Containing Amino Acid-Type Anions. Effect of the Cation, Anion on the Absorption Efficiency

Abstract

Abstract. In this work, the synthesis of twelve ionic liquids (ILs) with imidazolium cation and amino acid-derived anions and their evaluation as carbon dioxide (CO2) absorbents both, in pure form and aqueous solution (30 % of water) are reported and compared with monoetanolamine (MEA), which is a well-known commercial absorbent with wide application in the Petroleum Industry for capturing acid gases. The effect of both cation substituent features such as length and unsaturation of alkyl chains and amino acid structure at the anion on the CO2 absorption efficiency was studied. All the ILs displayed good CO2 absorption efficiency, being the ILs derived from 1-octyl-3-vinylimidazolium the most effective for this purpose, especially with lysinate anion ([OVI][L]); a capture rate of 1501 mg CO2/mol of IL was achieved when it was diluted in water (30 %). Resumen. En este trabajo se reporta la síntesis de doce líquidos iónicos (LIs) con el catión imidazolio y los aniones derivados de aminoácidos y la evaluación de estos compuestos como absorbentes de dióxido de carbono (CO2), tanto empleando los absorbentes puros, como en solución acuosa (30 % de agua). Los resultados se comparan con los obtenidos con monoetanolamina (MEA), que es un conocido absorbente comercial con amplia aplicación en la Industria del Petróleo en la captura de gases ácidos. Se estudió el efecto de las características de ambos N-sustituyentes de los cationes, como la longitud y la presencia de insaturación en las cadenas de alquilo y la estructura de aminoácidos que conforman los aniones de los LIs estudiados, en la eficiencia de absorción de CO2. Todos los LIs mostraron una buena eficiencia de absorción de CO2, siendo los LIs derivados del 1-octil-3-vinilimidazolio los más efectivos para este fin, especialmente con el anión lisinato ([OVI][L]); se logró una tasa de captura de 1501 mg CO2/mol de LIs cuando el absorbente se diluyó en agua (30 %).