LÍQUIDOS IÔNICOS COM APLICAÇÃO NA CAPTURA DE CARBONO: MODELAÇÃO E SIMULAÇÃO
MODELAÇÃO E SIMULAÇÃO
IONIC LIQUIDS APPLIED TO CARBON CAPTURE: MODELING AND SIMULATION
MODELING AND SIMULATION
DOI:
https://doi.org/10.18066/revistaunivap.v28i58.2654
Resumo
Líquidos iônicos têm se destacado em diversas aplicações que contribuem para o conceito de química verde e sustentabilidade em processos que visam a captura de gases que estimulam o efeito estufa, principalmente de CO2. Este trabalho pretende caracterizar líquidos iônicos de cloreto de 1-alquil-3-metilimidazólio, via simulação computacional. Os métodos de dinâmica molecular foram utilizados com o objetivo de obter propriedades termofísicas relevantes, numa faixa de temperatura de 298,15K a 363,15K, as quais foram comparadas com dados experimentais da literatura, como forma de validação dos modelos moleculares e campo de força escolhidos. Os cálculos de mecânica quântica, baseados na teoria do funcional de densidade (DFT), forneceram informações relevantes sobre as geometrias moleculares mais estáveis destas substâncias isoladas e na forma de dímeros. Os resultados das diferentes metodologias computacionais permitiram elucidar o posicionamento preferencial dos íons cloreto próximo ao anel imidazólio, assim como a estabilização dos pares iônicos formando uma espécie de rede tridimensional. Este estudo servirá de base para trabalhos futuros nos quais pretende-se estudar a formação de geis a partir de misturas de líquidos iônicos com solventes, em particular água e álcoois de cadeia curta.
Downloads
Não há dados estatísticos.
Referências
BARCA, G.M.J.; BERTONI, C.; CARRINGTON, L.; DATTA, D.; DE SILVA, N.; DEUSTUA, J. E.; FEDOROV, D.G.; GOUR, J.R.; GUNINA, A.O.; GUIDEZ, E.; HARVILLE, T.; IRLE, S.; IVANIC, J.; KOWALSKI, K.; LEANG, S.S.; LI, H.; LI, W.; LUTZ, J.J.; MAGOULAS, I.; POOLE, J.; PRUITT, S.R.; RENDELL, A.P.; ROSKOP, L.B.; RUEDENBERG, K.; SATTASATHUCHANA, T.; SCHMIDT, M.W.; SHEN, J.; SLIPCHENKO, L.; SOSONKINA, M.; SUNDRIYAL, V.; TIWARI, A.; VALLEJO, J.L.G.; WESTHEIMER, B.; WLOCH, M.; XU, P.; ZAHARIEV, F.; GORDON, M.S., J. Chem. Phys. 152, 154102. 2020.
https://doi.org/10.1063/5.0005188
BHATIAA, S.K.; BHATIA, R.K.; JEON, J.-M.; KUMAR, G.; YANG, Y.-H.; Renewable and Sustainable Energy Reviews, 110, p. 143-158. 2019. DOI: 10.1016/j.rser.2019.04.070
BODE, B.M.; GORDON, M.S., J Mol Graph Model, 16(3), p. 133-164. 1998.
DOI: 10.1016/s1093-3263(99)00002-9
CADENA, C.; ANTHONY, J.L.; SHAH, J.K.; MORROW, T.I.; BRENNECKE, J.F. e MAGINN, E.J., J. Am. Chem. Soc., 126, 16, p. 5300-5308. 2004.
https://doi.org/10.1021/ja039615x
CANONGIA LOPES, J.N.; PÁDUA, A.A.H., Theor Chem Acc 131, 1129. 2012. https://doi.org/10.1007/s00214-012-1129-7
CUI, S.T.; COCHRAN, H.D. e CUMMINGS, P.T., J. Phys. Chem. B, 103, 21 p. 4485-4491. 1999.
https://doi.org/10.1021/jp984147c
DESCHAMPS, J.; COSTA GOMES, M.F.; PÁDUA, A.A.H., Journal of Fluorine Chemistry, 125, p. 409-413. 2004.
DOI: 10.1016/j.fluchem.2003.11.003
FIRESTONE, M.A.; DZIELAWA, J.A.; ZAPOL, P.; CURTISS, L.A.; SEIFERT, S. e DIETZ, M.L., Langmuir, 18, 20, p. 7258-7260. 2002.
https://doi.org/10.1021/la0259499
GÓMEZ, E.; GONZÁLEZ, B.; DOMÍNGUEZ, A.; TOJO, E. e TOJO, J., J. Chem. Eng. Data 51, 2, p. 696–701, 2006.
https://doi.org/10.1021/je050460d
HAZRATI N.; ABDOUSS, M., BEIGI, A.A.M.; PASBAN, A. A.; REZAE, M. J. Chem. Eng. Data, 62, 10, p. 3084-3094, 2017.
https://doi.org/10.1021/acs.jced.7b00242
KAGIMOTO, J.; NAKAMURA, N.; KATOB, T. e OHNO, K., Chem. Commun., p. 2405-2407. 2009.
https://doi.org/10.1039/B902310K
KÁRÁSZOVÁ, M.; KACIRKOVÁ, M.; FRIESS, K. e IZÁK, P., Separation and Purification Technology 132, p. 93-101. 2014.
http://dx.doi.org/10.1016/j.seppur.2014.05.008
NABAIS, A.R.; MARTINS, A.P.S.; ALVES, V.D.; CRESPO, J.G.; MARRUCHO, I.M.; TOMÉ, L.C. e NEVES, L.A., Separation and Purification Technology, 222, p. 168-176. 2019.
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.04.018
MOHSIN, H.M.; SHARIFF, A.M.; JOHARI, K., Separation and Purification Technology, 222, p. 297-308. 2019.
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.04.029
MUKHERJEE, A.; OKOLIE, J.A.; ABDELRASOUL, A.; NIU, C.; DALAI, A K., J. Env. Sci, p. 46-63. 2019.
https://doi.org/10.1016/j.jes.2019.03.014
MURSHID, G.; MJALLI, F.S.; NASER, J.; AL-ZAKWANI, S.; HAYYAN, A., Physics and Chemistry of Liquids, 57 (4), p. 473-490. 2019.
MUTCH, G.A.; QU, L.; TRIANTAFYLLOU, G.; WEN XING, W.; FONTAINE, M.-L.; IAN S. METCALFE, I.S., J. Mater. Chem. A, 7, p. 12951-12973. 2019.
PEREIRO, A.B.; PASTORIZA-GALLEGO, M.J.; SHIMIZU, K.; MARRUCHO, I.M.; CANONGIA LOPES, J.N.; PIÑEIRO, M.M.; REBELO, L.P.N., J. Phys. Chem. B, 117, p. 10826-10833. 2013.
PEREIRO, A.B.; TOMÉ, L.C.; MARTINHO, S.; REBELO, L.P.N., MARRUCHO, I.M., Ind. Eng. Chem. Res., 52, p. 4994−5001. 2013.
POLATA, H.M.; ZEESHANB, M.; UZUNB, A.; KESKIN, S., Chem Eng J, 373, p. 1179-1189. 2019.
PRONK, S.; PÁLL, S.; SCHULZ, R.; LARSSON, P.; BJELKMAR, P.; APOSTOLOV, R.; SHIRTS, M. R.; SMITH, J. C.; KASSON, P. M.; VAN DER SPOEL, D.; HESS, B.; LINDAHL, E., Bioinformatics, 29(7), p. 845–854. 2013.
RODRIGUES, M.; CALPENA, A.C.; AMABILINO, D.B.; GARDUÑO-RAMIREZ, M.L.; PÉREZ-GARCÍA, L., J. Mater. Chem. B, 2, p. 5419-5429. 2014.
SASIKUMAR, B.; ARTHANAREESWARAN, G.; ISMAIL, A.F., Journal of Molecular Liquids, p. 266,330-341. 2018.
TOMÉ, L.C.; MARRUCHO, I.M.; Chem. Soc. Rev., 45, p. 2785-2824. 2016.
VAN DER SPOEL, D.; LINDAHL, E.; HESS, B.; GROENHOF, G.; MARK, A. E.; BERENDSEN, H. J. C., J. Comp. Chem, 26, p. 1701–1718. 2005.
YIN, K.; ZHANG, Z.; Li, X.; YANG, L.; TACHIBANA, K.; HIRANO, S., J. Mater. Chem. A, 3, p. 170-178. 2015.
YING, W.; HAN, B.; LIN, H.; CHEN, D.; PENG, X., Nanotechnology, 30, 385705 (6pp). 2019.
WANG, L.; LIU, Y.; XU, Y.; Wei, J., Fuel, 253, p. 139-145. 2019.
ZHANG, J; SHEN, X., J. Phys. Chem. B, 117, p. 1451-1457. 2013.
URAHATA, S.M.; RIBEIRO, M.C.C., Journal of Chemical Physics, 120, p. 1855-1863. 2004.
Downloads
Publicado
2022-06-24
Como Citar
Martins, R. N., Ferrari, V. C. G. M., & Martins, L. F. G. (2022). LÍQUIDOS IÔNICOS COM APLICAÇÃO NA CAPTURA DE CARBONO: MODELAÇÃO E SIMULAÇÃO. Revista Univap, 28(58). https://doi.org/10.18066/revistaunivap.v28i58.2654
Edição
Seção
Computação Aplicada ao Meio Ambiente
Licença
Copyright (c) 2022 Revista Univap
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Esse trabalho está licenciado com uma Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.
Esta licença permite que outros distribuam, remixem, adaptem e criem a partir do seu trabalho, mesmo para fins comerciais, desde que lhe atribuam o devido crédito pela criação original.
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode
DOI:
https://doi.org/10.18066/revistaunivap.v28i58.2654Resumo
Líquidos iônicos têm se destacado em diversas aplicações que contribuem para o conceito de química verde e sustentabilidade em processos que visam a captura de gases que estimulam o efeito estufa, principalmente de CO2. Este trabalho pretende caracterizar líquidos iônicos de cloreto de 1-alquil-3-metilimidazólio, via simulação computacional. Os métodos de dinâmica molecular foram utilizados com o objetivo de obter propriedades termofísicas relevantes, numa faixa de temperatura de 298,15K a 363,15K, as quais foram comparadas com dados experimentais da literatura, como forma de validação dos modelos moleculares e campo de força escolhidos. Os cálculos de mecânica quântica, baseados na teoria do funcional de densidade (DFT), forneceram informações relevantes sobre as geometrias moleculares mais estáveis destas substâncias isoladas e na forma de dímeros. Os resultados das diferentes metodologias computacionais permitiram elucidar o posicionamento preferencial dos íons cloreto próximo ao anel imidazólio, assim como a estabilização dos pares iônicos formando uma espécie de rede tridimensional. Este estudo servirá de base para trabalhos futuros nos quais pretende-se estudar a formação de geis a partir de misturas de líquidos iônicos com solventes, em particular água e álcoois de cadeia curta.
Downloads
Referências
BARCA, G.M.J.; BERTONI, C.; CARRINGTON, L.; DATTA, D.; DE SILVA, N.; DEUSTUA, J. E.; FEDOROV, D.G.; GOUR, J.R.; GUNINA, A.O.; GUIDEZ, E.; HARVILLE, T.; IRLE, S.; IVANIC, J.; KOWALSKI, K.; LEANG, S.S.; LI, H.; LI, W.; LUTZ, J.J.; MAGOULAS, I.; POOLE, J.; PRUITT, S.R.; RENDELL, A.P.; ROSKOP, L.B.; RUEDENBERG, K.; SATTASATHUCHANA, T.; SCHMIDT, M.W.; SHEN, J.; SLIPCHENKO, L.; SOSONKINA, M.; SUNDRIYAL, V.; TIWARI, A.; VALLEJO, J.L.G.; WESTHEIMER, B.; WLOCH, M.; XU, P.; ZAHARIEV, F.; GORDON, M.S., J. Chem. Phys. 152, 154102. 2020.
https://doi.org/10.1063/5.0005188
BHATIAA, S.K.; BHATIA, R.K.; JEON, J.-M.; KUMAR, G.; YANG, Y.-H.; Renewable and Sustainable Energy Reviews, 110, p. 143-158. 2019. DOI: 10.1016/j.rser.2019.04.070
BODE, B.M.; GORDON, M.S., J Mol Graph Model, 16(3), p. 133-164. 1998.
DOI: 10.1016/s1093-3263(99)00002-9
CADENA, C.; ANTHONY, J.L.; SHAH, J.K.; MORROW, T.I.; BRENNECKE, J.F. e MAGINN, E.J., J. Am. Chem. Soc., 126, 16, p. 5300-5308. 2004.
https://doi.org/10.1021/ja039615x
CANONGIA LOPES, J.N.; PÁDUA, A.A.H., Theor Chem Acc 131, 1129. 2012. https://doi.org/10.1007/s00214-012-1129-7
CUI, S.T.; COCHRAN, H.D. e CUMMINGS, P.T., J. Phys. Chem. B, 103, 21 p. 4485-4491. 1999.
https://doi.org/10.1021/jp984147c
DESCHAMPS, J.; COSTA GOMES, M.F.; PÁDUA, A.A.H., Journal of Fluorine Chemistry, 125, p. 409-413. 2004.
DOI: 10.1016/j.fluchem.2003.11.003
FIRESTONE, M.A.; DZIELAWA, J.A.; ZAPOL, P.; CURTISS, L.A.; SEIFERT, S. e DIETZ, M.L., Langmuir, 18, 20, p. 7258-7260. 2002.
https://doi.org/10.1021/la0259499
GÓMEZ, E.; GONZÁLEZ, B.; DOMÍNGUEZ, A.; TOJO, E. e TOJO, J., J. Chem. Eng. Data 51, 2, p. 696–701, 2006.
https://doi.org/10.1021/je050460d
HAZRATI N.; ABDOUSS, M., BEIGI, A.A.M.; PASBAN, A. A.; REZAE, M. J. Chem. Eng. Data, 62, 10, p. 3084-3094, 2017.
https://doi.org/10.1021/acs.jced.7b00242
KAGIMOTO, J.; NAKAMURA, N.; KATOB, T. e OHNO, K., Chem. Commun., p. 2405-2407. 2009.
https://doi.org/10.1039/B902310K
KÁRÁSZOVÁ, M.; KACIRKOVÁ, M.; FRIESS, K. e IZÁK, P., Separation and Purification Technology 132, p. 93-101. 2014.
http://dx.doi.org/10.1016/j.seppur.2014.05.008
NABAIS, A.R.; MARTINS, A.P.S.; ALVES, V.D.; CRESPO, J.G.; MARRUCHO, I.M.; TOMÉ, L.C. e NEVES, L.A., Separation and Purification Technology, 222, p. 168-176. 2019.
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.04.018
MOHSIN, H.M.; SHARIFF, A.M.; JOHARI, K., Separation and Purification Technology, 222, p. 297-308. 2019.
https://doi.org/10.1016/j.seppur.2019.04.029
MUKHERJEE, A.; OKOLIE, J.A.; ABDELRASOUL, A.; NIU, C.; DALAI, A K., J. Env. Sci, p. 46-63. 2019.
https://doi.org/10.1016/j.jes.2019.03.014
MURSHID, G.; MJALLI, F.S.; NASER, J.; AL-ZAKWANI, S.; HAYYAN, A., Physics and Chemistry of Liquids, 57 (4), p. 473-490. 2019.
MUTCH, G.A.; QU, L.; TRIANTAFYLLOU, G.; WEN XING, W.; FONTAINE, M.-L.; IAN S. METCALFE, I.S., J. Mater. Chem. A, 7, p. 12951-12973. 2019.
PEREIRO, A.B.; PASTORIZA-GALLEGO, M.J.; SHIMIZU, K.; MARRUCHO, I.M.; CANONGIA LOPES, J.N.; PIÑEIRO, M.M.; REBELO, L.P.N., J. Phys. Chem. B, 117, p. 10826-10833. 2013.
PEREIRO, A.B.; TOMÉ, L.C.; MARTINHO, S.; REBELO, L.P.N., MARRUCHO, I.M., Ind. Eng. Chem. Res., 52, p. 4994−5001. 2013.
POLATA, H.M.; ZEESHANB, M.; UZUNB, A.; KESKIN, S., Chem Eng J, 373, p. 1179-1189. 2019.
PRONK, S.; PÁLL, S.; SCHULZ, R.; LARSSON, P.; BJELKMAR, P.; APOSTOLOV, R.; SHIRTS, M. R.; SMITH, J. C.; KASSON, P. M.; VAN DER SPOEL, D.; HESS, B.; LINDAHL, E., Bioinformatics, 29(7), p. 845–854. 2013.
RODRIGUES, M.; CALPENA, A.C.; AMABILINO, D.B.; GARDUÑO-RAMIREZ, M.L.; PÉREZ-GARCÍA, L., J. Mater. Chem. B, 2, p. 5419-5429. 2014.
SASIKUMAR, B.; ARTHANAREESWARAN, G.; ISMAIL, A.F., Journal of Molecular Liquids, p. 266,330-341. 2018.
TOMÉ, L.C.; MARRUCHO, I.M.; Chem. Soc. Rev., 45, p. 2785-2824. 2016.
VAN DER SPOEL, D.; LINDAHL, E.; HESS, B.; GROENHOF, G.; MARK, A. E.; BERENDSEN, H. J. C., J. Comp. Chem, 26, p. 1701–1718. 2005.
YIN, K.; ZHANG, Z.; Li, X.; YANG, L.; TACHIBANA, K.; HIRANO, S., J. Mater. Chem. A, 3, p. 170-178. 2015.
YING, W.; HAN, B.; LIN, H.; CHEN, D.; PENG, X., Nanotechnology, 30, 385705 (6pp). 2019.
WANG, L.; LIU, Y.; XU, Y.; Wei, J., Fuel, 253, p. 139-145. 2019.
ZHANG, J; SHEN, X., J. Phys. Chem. B, 117, p. 1451-1457. 2013.
URAHATA, S.M.; RIBEIRO, M.C.C., Journal of Chemical Physics, 120, p. 1855-1863. 2004.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2022 Revista Univap
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Esse trabalho está licenciado com uma Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.
Esta licença permite que outros distribuam, remixem, adaptem e criem a partir do seu trabalho, mesmo para fins comerciais, desde que lhe atribuam o devido crédito pela criação original.
http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/legalcode
