Индийские ученые разработали пористые твердые кислоты, которые способны заменить традиционные жидкие катализаторы, применяемые в различных промышленных процессах.
В последнее время химическая отрасль проявляет повышенный интерес к твердым кислотам. По мнению экспертов, эти соединения могут стать более экологичной альтернативой традиционным жидким кислотам, используемым в качестве катализаторов в различных химических процессах, включая крекинг нефти, деструкцию пластмасс и синтез топлива из углекислого газа. В их число, например, входят кристаллические оксиды алюминия (III) или цеолиты.
Если цеолиты обладают необходимыми кислотными свойствами, их структура далека от совершенства. Для эффективного гетерогенного катализатора требуется максимальная площадь поверхности и пористая структура, подобно оксидам алюминия, кислотность которых, в свою очередь, не является чрезмерно высокой. Идеальный вариант должен сочетать выраженную кислотность и пористую структуру — подобные материалы иногда называют «аморфными цеолитами».
Команде исследователей под руководством Вивека Полшеттивара из Института фундаментальных исследований Тата в Мумбае удалось синтезировать данное соединение. Их открытие было опубликовано в статье, опубликованной в журнале Nature Communications. Проведенные лабораторные исследования подтвердили, что данный «аморфный цеолит» обладает способностью ускорять реакцию превращения углекислого газа в диметилэфир (топливо), а также перерабатывать пластиковые отходы в ценные углеводороды.
Авторы применили метод, основанный на нанесении капель микроэмульсии на мягкий субстрат с последующей полимеризацией. В результате был получен аморфный цеолит с пористой структурой, обладающий ярко выраженными кислотными свойствами. Каталитическая активность этого материала превосходит показатели наиболее эффективных известных цеолитов и алюмосиликатов. Специалисты полагают, что в скором времени разработанная методика позволит производить материалы для практического использования в промышленных масштабах.