Polietilenimina
# Polietilenimina

La Polietilenimina (PEI) es un polímero obtenido a partir de monómeros de etilenimina. Según su estructura molecular, este compuesto puede ser lineal o ramificado. En su estructura, el PEI contiene una gran cantidad de grupos amino, que pueden ser primarios, secundarios o terciarios, según si presentan dos, uno o ningún enlace con átomos de hidrógeno. El PEI lineal sólo presenta grupos amino secundarios, a diferencia del PEI ramificado, que contiene los tres tipos de grupos amino.

Las polietileniminas lineales son sólidos a temperatura ambiente, mientras que las ramificadas son líquidas. Además, las polietileniminas lineales son solubles en agua caliente a bajo pH, en metanol, etanol y cloroformo. Son, sin embargo, insolubles en agua fría, benceno, éter etílico y acetona. Tienen un punto de fusión entre 73 y 75 °C y se pueden almacenar a temperatura ambiente.

## Empleo para captura de $CO_2$

Debido a su alto contenido en grupos amino, tanto la polietilenimina lineal como la ramificada han despertado un gran interés para su empleo en captura y almacenamiento de carbono, ya que los grupos amino, de naturaleza básica, presentan una gran reactividad frente a las moléculas de dióxido de carbono $(CO_2),$ con carácter ácido. En concreto, este tipo de compuestos se suele emplear impregnado en el interior de la estructura de sólidos o matrices porosas. Los materiales obtenidos se utilizan en procesos de adsorción química (quimisorción) de $CO_2.$

El primer uso registrado de la polietilenimina para captura de $CO_2$ estuvo motivado por la necesidad de eliminar este gas en aeronaves, debido a que es un subproducto de la respiración. Se llevó a cabo impregnando una matriz polimérica con PEI.

Después de ello, se escogió como soporte MCM-41, un material silíceo mesoestructurado con geometría hexagonal, en cuyos poros se consiguió incorporar grandes cantidades de PEI. Al sólido adsorbente obtenido se le denominó "cesta molecular". Los adsorbentes MCM-41-PEI alcanzaron capacidades de adsorción de $CO_2$ significativamente mayores que el polímero o el material silíceo por separado. Los autores explican este resultado como consecuencia de un efecto sinérgico debido a la dispersión del polímero en el interior de la estructura porosa del material MCM-41.

Debido a los resultados prometedores alcanzados por estos materiales, se pensó en emplear este tipo de adsorbentes para la captura de $CO_2$ en post-combustión, es decir, capturar selectivamente el dióxido de carbono de entre los gases de salida de grandes fuentes estacionarias, como centrales térmicas, cementeras... por lo que se comenzaron a estudiar los sistemas sílice-PEI con más detalle, para conocer la capacidad de adsorción de $CO_2$ y las selectividades frente al oxígeno $(CO_2/O_2)$ y el nitrógeno $(CO_2/N_2),$ principales componentes del aire y de los gases de salida de chimeneas en centrales térmicas .

Además, también se ha impregnado PEI sobre otros materiales, como matrices de fibra de vidrio y monolitos. No obstante, si se desean emplear los materiales adsorbentes obtenidos en captura de $CO_2$ en post-combustión, se debe asegurar un comportamiento adecuado en condiciones reales (temperaturas entre 45-75 °C y presencia de humedad), por lo que es necesario usar como soporte materiales con mayor estabilidad térmica e hidrotérmica que el material MCM-41, como es el caso de la sílice SBA-15. También es necesario asegurar la reusabilidad de estos compuestos (sucesivos ciclos de adsorción-desorción), así como comprobar su comportamiento en presencia de impurezas, como el dióxido de azufre $(SO_2).$

