Las nano-esponjas de ácido sólido transforman el dióxido de carbono en combustible y los residuos plásticos en productos químicos
Resolver dos problemas de un solo golpe
Los ácidos sólidos se encuentran entre los catalizadores heterogéneos más esenciales, que tienen el potencial de sustituir a los ácidos líquidos ambientalmente nocivos, en algunos de los procesos más importantes, como el craqueo de hidrocarburos, la alquilación, así como la degradación de desechos plásticos y la conversión de dióxido de carbono en combustible.
Nanoácidos sólidos que transforman directamente el dióxido de carbono en combustible (dimetil éter) y los residuos plásticos en productos químicos (hidrocarburos).
Ayan Maity,TIFR, Mumbai
Los dos ácidos sólidos más conocidos son los zeolitos cristalinos y los aluminosilicatos amorfos. Aunque las zeolitas son fuertemente ácidas, están limitadas por su microporosidad inherente, lo que causa una limitación extrema de la difusión, mientras que los aluminosilicatos, aunque son mesoporosos, sufren de baja acidez y de una estabilidad moderada. Por lo tanto, es un desafío sintético diseñar y sintetizar ácidos sólidos tanto con fuertes acideces como las zeolitas como con propiedades texturales como los aluminosilicatos, especulados como "zeolitas amorfas", que son idealmente aluminosilicatos amorfos fuertemente ácidos.
Por otro lado, la principal causa del cambio climático es el dióxido de carbono atmosférico, cuyos niveles aumentan cada día. El efecto del calentamiento global en términos de cambios drásticos en los patrones climáticos ya es claramente visible y alarmante. Por lo tanto, existe una gran necesidad de encontrar formas de reducir los niveles de dióxido de carbono, ya sea secuestrándolo o convirtiéndolo en combustible. Por otra parte, una cantidad excesiva de residuos plásticos se ha convertido en un grave problema ambiental. La mayoría de los países generan miles de toneladas de residuos plásticos cada día.
En este trabajo, los investigadores trataron ambos problemas de un solo golpe, desarrollando nano ácidos sólidos que transforman el dióxido de carbono directamente en combustible (dimetil éter) y los residuos plásticos en productos químicos (hidrocarburos).
Utilizando las técnicas de gotas de microemulsión bicontinua como plantilla blanda, el grupo del Profesor Vivek Polshettiwar del Instituto Tata de Investigaciones Fundamentales (TIFR) de Mumbai, sintetizó un aluminosilicato amorfo ácido (AAS), especulado como "zeolitas amorfas", con una morfología de nano-esponja, que presentaba propiedades tanto zeolíticas (fuerte acidez) como de aluminosilicato amorfo (superficie elevada mesoporosa). La presencia de silanol puente similar a la zeolita en la EAA se demostró mediante diversas reacciones catalíticas (apertura de anillo de óxido de estireno, síntesis de vesidryl, alquilación de Friedel-Crafts, síntesis de jazmínaldehído, isomerización de m-xileno y agrietamiento del comeno) que requieren sitios fuertemente ácidos y tamaños de poros más grandes. La sinergia entre la fuerte acidez y la accesibilidad se reflejó en el hecho de que la AAS mostró un mejor rendimiento que las zeolitas y los aluminosilicatos amorfos de última generación. Esto también fue confirmado por detallados estudios de RMN en estado sólido. Así, quedó claro que el material posee sitios de silanol puente similares a la zeolita fuertemente ácida, aunque los materiales no son cristalinos sino amorfos. Por lo tanto, caen dentro de una nueva clase de materiales en la interfaz entre la zeolita cristalina y el aluminosilicato amorfo.
Por lo tanto, el enfoque puede permitir el desarrollo de la catálisis ácida sólida para la degradación de plásticos, así como del dióxido de carbono para alimentar, a las tasas, escalas y estabilidades significativas requeridas para hacer el proceso económicamente competitivo. El protocolo tiene ventajas científicas y tecnológicas, debido a su actividad y estabilidad superiores.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
Noticias más leídas
Más noticias de nuestros otros portales
Contenido visto recientemente
Un consorcio desarrolla un concepto evolutivo para reciclar espumas de poliuretano para colchones al final de su vida útil - Ecomaison, Covestro, Secondly y Federal Eco Foam lanzan un proyecto de investigación
Pequeños ayudantes convierten los residuos en materiales valiosos - Dejando atrás el petróleo y avanzando hacia las materias primas renovables: la industria química espera tener éxito en esto con la ayuda de microorganismos y enzimas
Xylem adquirirá Evoqua - Se crea una plataforma transformadora para abordar los retos hídricos más críticos del mundo
Falling Walls anuncia los galardonados con el Premio al Avance Científico del Año 2023 - "Estos extraordinarios avances cambiarán la faz del mundo y demostrarán de manera impresionante lo que el ingenio, la curiosidad y el coraje pueden lograr"
Afton Chemical inaugura un nuevo laboratorio de investigación y desarrollo en Suzhou, China
BASF y Eramet se asocian para evaluar el desarrollo de un complejo de refinación de níquel-cobalto para abastecer el creciente mercado de vehículos eléctricos
Un solvente ‘verde’ y un pigmento natural en la producción de un bioplástico
Los científicos realizan análisis químicos totales portátiles sin bombas ni tubos - La portabilidad del nuevo dispositivo permite realizar análisis clínicos cuantitativos a pie de cama o análisis ambientales sobre el terreno
Covestro firma un acuerdo de inversión con ADNOC - Covestro apoya la oferta pública de adquisición de ADNOC
