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Synthesis and carbonation of mesoporous magnesium oxide

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Academic year: 2021

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HAL Id: hal-01818030

https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01818030

Submitted on 18 Jun 2018

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Synthesis and carbonation of mesoporous magnesium oxide

Sondes Hamdi, Laetitia Vieille, Kais Nahdi, Loïc Favergeon

To cite this version:

Sondes Hamdi, Laetitia Vieille, Kais Nahdi, Loïc Favergeon. Synthesis and carbonation of mesoporous magnesium oxide. 49es journées de calorimétrie et d’analyse thermique - JCAT49, May 2018, Saint-Etienne, France. �hal-01818030�

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Synthesis and carbonation of mesoporous

magnesium oxide

Sondes HAMDI

1

, Laetitia VIEILLE

2

, Kais NAHDI

1

, Loïc FAVERGEON

2

1

Laboratoire d’Application de la Chimie Aux Ressources et Substances Naturelles et à l’Environnement, Université

de Carthage, Faculté des Sciences de Bizerte, 7021 Zarzouna, Bizerte, Tunisia

2

Mines Saint-Etienne, Univ. Lyon, CNRS, UMR5307 LGF, Centre SPIN, F-42023 Saint-Etienne, France

 Carbon capture and storage = key point to combat climate change

 One way of CO2 capture = use of oxide as sorbents : CaO, MgO, Li2ZrO3, CaZrO3,…

 CaO and MgO = most attractive since carbonate are stable in storage condition and oxides are low-cost materials.

 CaO presents some drawbacks such as its loss of carbonation capacity along cycling

Interest to study MgO as a CO2 sorbent :

 Few study at atmospheric pressure

Synthesis and characterization of MgO

Thermal decomposition of hydromagnesite 3h at 300°C then 3h at 600°C under Ar

Carbonation of mesoporous MgO

MgO (s) + CO

2

(g) → MgCO

3

(s)

hydromagnesite

magnesium oxide

Sample BET surface area /m².g-1 Pore volume /cm3.g-1

MgO (from hydromagnesite

decomposition) 100 0.35

Hydromagnesite 23 0.068

Commercial MgO 9 0.048

Mg5(CO3)4(OH)2.4H2O => Mg5(CO3)4(OH)2=> 5MgO + 4 CO2 + 5H2O

ATG (Mettler-Toledo AG/DSC 1)

30°C, P(CO

2

)=600 mbar

30°C, P(CO

2

)=500mbar, P(H

2

0)=15mbar

(15 mbar H20)

FTIR – ATR (Bruker Vertex 70)

 Need for water vapor to carbonate

 Formation of MgCO3.3H20 at low temperature (30°C)

 Grain shape seems preserved

 Specific surface area decreases with carbonation

After 24h

S

BET

= 10 m

2

.g

-1

Context

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 400 900 1400 1900 2400 2900 3400 3900 Ab sorban ce Wavenumber cm-1 ATR FTIR

MgO before carbonation MgO- 15 min MgO-1h MgO- 18 h MgO-24 h 3300 1650 860 1420 1480 1098

bulk carbonate

Hydrated phase

Références

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