De primaire oorzaak van klimaatverandering is atmosferische CO ₂ , en de niveaus stijgen elke dag. Er is, daarom, een grote behoefte om manieren te vinden om CO . te verminderen ₂ niveaus. Aan de andere kant, een te grote hoeveelheid plastic afval is een ernstig milieuprobleem geworden. In dit werk, gepubliceerd in Natuurcommunicatie , onderzoekers behandelden beide problemen in één keer, door nano vaste zuren te ontwikkelen die CO . transformeren ₂ rechtstreeks naar brandstof (dimethylether) en plastic afval naar chemicaliën (koolwaterstoffen).

Vaste zuren behoren tot de meest essentiële heterogene katalysatoren, die het potentieel hebben om milieubelastende vloeibare zuren te vervangen in enkele van de belangrijkste processen, zoals het kraken van koolwaterstoffen, alkylering, evenals de afbraak van plastic afval en de omzetting van koolstofdioxide in brandstof.

Twee van de bekendste vaste zuren zijn kristallijne zeolieten en amorfe aluminosilicaten. Hoewel zeolieten sterk zuur zijn, ze worden beperkt door hun inherente microporositeit, het veroorzaken van extreme diffusiebeperking; en hoewel aluminosilicaten mesoporeus zijn, ze lijden aan een lage zuurgraad en een matige stabiliteit. Dus, het is een synthetische uitdaging om vaste zuren te ontwerpen en te synthetiseren met zowel sterke zuren zoals zeolieten als textuureigenschappen zoals aluminosilicaten, gespeculeerd als "amorfe zeolieten, " die idealiter sterk zure amorfe aluminosilicaten zijn.

Anderzijds, het effect van de opwarming van de aarde in termen van drastische veranderingen in weerpatronen door stijgende CO ₂ is al duidelijk zichtbaar en alarmerend. Er is, daarom, een grote behoefte om manieren te vinden om het kooldioxidegehalte te verlagen, hetzij door het op te slaan of door het om te zetten in brandstof.

Door de technieken van bicontinue micro-emulsiedruppels als een zachte sjabloon te gebruiken, Prof. Vivek Polshettiwar's groep bij Tata Institute of Fundamental Research (TIFR), Bombay, gesynthetiseerde amorfe zeolieten met een nanosponsmorfologie, met eigenschappen die zowel zeoliet (sterke zuurgraad) als amorf aluminosilicaat (mesoporeus groot oppervlak) vertonen. De aanwezigheid van zeolietachtige overbruggende silanol in AAS werd bewezen door verschillende katalytische reacties (ringopening van styreenoxide, vesidryl synthese, Friedel-Crafts alkylering, jasminaldehyde synthese, m-xyleen isomerisatie, en cumeen kraken), die sterke zure plaatsen en grotere poriegroottes vereist. De synergie tussen sterke zuurgraad en toegankelijkheid werd weerspiegeld in het feit dat AAS betere prestaties vertoonde dan de modernste zeolieten en amorfe aluminosilicaten. Dit werd ook bevestigd door gedetailleerde NMR-onderzoeken in vaste toestand. Dus, het was duidelijk dat het materiaal sterk zure zeolietachtige overbruggende silanolplaatsen bezit, ook al zijn materialen niet kristallijn maar amorf. Daarom, ze vallen in een nieuwe klasse van materialen op het grensvlak tussen kristallijn zeoliet en amorf aluminosilicaat.

Dus, de benadering kan de ontwikkeling mogelijk maken van katalyse van vaste zuren voor de afbraak van plastic, evenals van koolstofdioxide om met significante snelheden van brandstof te voorzien, schubben, en stabiliteit die nodig zijn om het proces economisch concurrerend te maken. Het protocol heeft wetenschappelijke en technologische voordelen, vanwege zijn superieure activiteit en stabiliteit.