La causa principale del cambiamento climatico è la CO . atmosferica ₂ , e i livelli aumentano ogni giorno. C'è, perciò, un grande bisogno di trovare modi per ridurre la CO ₂ livelli. D'altra parte, una quantità eccessiva di rifiuti di plastica è diventata un grave problema ambientale. In questo lavoro, pubblicato in Comunicazioni sulla natura , i ricercatori hanno affrontato entrambi i problemi in un colpo solo, sviluppando nano acidi solidi che trasformano la CO ₂ direttamente al carburante (etere dimetilico) e dai rifiuti plastici alle sostanze chimiche (idrocarburi).

Gli acidi solidi sono tra i catalizzatori eterogenei più essenziali, che hanno il potenziale per sostituire gli acidi liquidi dannosi per l'ambiente in alcuni dei processi più importanti, come il cracking di idrocarburi, alchilazione, così come la degradazione dei rifiuti di plastica e la conversione dell'anidride carbonica in carburante.

Due degli acidi solidi più noti sono le zeoliti cristalline e gli alluminosilicati amorfi. Sebbene le zeoliti siano fortemente acide, sono limitati dalla loro microporosità intrinseca, causando un'estrema limitazione della diffusione; e sebbene gli alluminosilicati siano mesoporosi, soffrono di bassa acidità e moderata stabilità. Così, è una sfida sintetica progettare e sintetizzare acidi solidi con forti acidità come le zeoliti e proprietà strutturali come gli alluminosilicati, ipotizzato come "zeoliti amorfe, " che sono idealmente alluminosilicati amorfi fortemente acidi.

D'altra parte, l'effetto del riscaldamento globale in termini di drastici cambiamenti nei modelli meteorologici dovuti all'aumento di CO ₂ è già chiaramente visibile e allarmante. C'è, perciò, un grande bisogno di trovare modi per ridurre i livelli di anidride carbonica, o sequestrandolo o convertendolo in carburante.

Utilizzando le tecniche delle goccioline di microemulsione bicontinua come stampo morbido, Il gruppo del Prof. Vivek Polshettiwar al Tata Institute of Fundamental Research (TIFR), Bombay, zeoliti amorfe di sintesi con morfologia nanospugna, esibendo proprietà sia zeolitiche (forte acidità) che amorfo alluminosilicato (mesoporosa area superficiale elevata). La presenza di silanolo a ponte simile alla zeolite negli AAS è stata dimostrata da varie reazioni catalitiche (apertura dell'anello di ossido di stirene, sintesi di vesidryl, Alchilazione di Friedel-Crafts, sintesi di jasminaldeide, isomerizzazione di m-xilene, e cumene cracking), che richiede forti siti acidi e dimensioni dei pori più grandi. La sinergia tra forte acidità e accessibilità si è riflessa nel fatto che l'AAS ha mostrato prestazioni migliori rispetto alle zeoliti all'avanguardia e agli alluminosilicati amorfi. Ciò è stato confermato anche da dettagliati studi NMR allo stato solido. Così, era chiaro che il materiale possiede siti di silanolo a ponte simili a zeoliti fortemente acidi, anche se i materiali non sono cristallini ma amorfi. Perciò, rientrano in una nuova classe di materiali all'interfaccia tra zeolite cristallina e alluminosilicato amorfo.

Così, l'approccio può consentire lo sviluppo della catalisi acida solida per la degradazione della plastica e dell'anidride carbonica per alimentare a velocità significative, bilancia, e stabilità necessarie per rendere il processo economicamente competitivo. Il protocollo presenta vantaggi scientifici e tecnologici, grazie alla sua superiore attività e stabilità.