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16.01.2020 | Research Article - Chemistry | Ausgabe 6/2020

Arabian Journal for Science and Engineering 6/2020

New Green Adsorbent for Capturing Carbon Dioxide by Choline Chloride:Urea-Confined Nanoporous Silica

Zeitschrift:
Arabian Journal for Science and Engineering > Ausgabe 6/2020
Autoren:
Zaitun Ghazali, Mohd Ambar Yarmo, Nur Hasyareeda Hassan, Lee Peng Teh, Rizafizah Othaman

Abstract

Green nanocomposite adsorbent based on nanoporous silica (NS) and deep eutectic solvent (DES) mixture of choline chloride–urea (ChCl:U) was synthesized as an alternative for carbon dioxide (CO2) adsorption. The nanocomposite adsorbent was prepared by sol–gel technique with the variations of ChCl:U (mole ratio 1:2) content in NS at 5–15% (w/w). Fourier transform infrared attenuated total reflectance (ATR-FTIR) results revealed the successful confinement of ChCl:U into NS from the presence of C=O carbonyl stretching, N–H scissoring bending, CH2 bending and C–N stretching peaks. The peaks intensity increased with increasing weight percentage of confined ChCl:U. In contrast, thermogravimetric analysis (TGA) showed decrement of thermal stability of the adsorbent when ChCl:U was confined into NS. The nitrogen physisorption demonstrated a decrease in specific surface areas of the sorbents with increasing ChCl:U weight percentage due to the transformation of micropores to mesopores. The CO2 adsorption capacity was found to be reduced when the weight percentage of ChCl:U was increased. The optimum adsorption capacity of 23.0 mg/g was achieved by 10% ChCl:U/NS sample. The mechanism of the adsorption was deduced from the ATR-FTIR and XPS spectra for 10%CuCl:U/NS showing that physisorption and chemisorption occurred during CO2 adsorption with the presence of carbamate ion.

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