Den främsta orsaken till klimatförändringarna är atmosfärisk koldioxid ₂ , och nivåerna stiger varje dag. Det finns, därför, ett stort behov av att hitta sätt att minska CO ₂ nivåer. Å andra sidan, en alltför stor mängd plastavfall har blivit ett allvarligt miljöproblem. I det här arbetet, publiceras i Naturkommunikation , forskare hanterade båda problemen i ett slag, genom att utveckla nanofasta syror som omvandlar CO ₂ direkt till bränsle (dimetyleter) och plastavfall till kemikalier (kolväten).

Fasta syror är bland de viktigaste heterogena katalysatorerna, som har potential att ersätta miljöskadliga flytande syror i några av de viktigaste processerna, såsom kolvätekrackning, alkylering, samt nedbrytning av plastavfall och omvandling av koldioxid till bränsle.

Två av de mest kända fasta syrorna är kristallina zeoliter och amorfa aluminiumsilikater. Även om zeoliter är starkt sura, de begränsas av sin inneboende mikroporositet, orsakar extrem diffusionsbegränsning; och även om aluminosilikater är mesoporösa, de lider av låg syra och måttlig stabilitet. Således, det är en syntetisk utmaning att designa och syntetisera fasta syror med både starka surheter som zeoliter och texturegenskaper som aluminosilikater, spekulerade som "amorfa zeoliter, " som helst är starkt sura amorfa aluminosilikater.

Å andra sidan, effekten av den globala uppvärmningen i form av drastiska förändringar i vädermönster på grund av stigande CO ₂ är redan tydligt synlig och alarmerande. Det finns, därför, ett stort behov av att hitta sätt att minska koldioxidhalterna, antingen genom att binda den eller genom att omvandla den till bränsle.

Genom att använda teknikerna för bikontinuerliga mikroemulsionsdroppar som en mjuk mall, Prof. Vivek Polshettiwars grupp vid Tata Institute of Fundamental Research (TIFR), Mumbai, syntetiserade amorfa zeoliter med en nano-svampmorfologi, uppvisar både zeolitiska (stark surhet) och amorft aluminiumsilikat (mesoporös hög yta) egenskaper. Närvaron av zeolitliknande överbryggande silanol i AAS bevisades genom olika katalytiska reaktioner (styrenoxid-ringöppning, vesidrylsyntes, Friedel-Crafts alkylering, jasminaldehydsyntes, m-xylenisomerisering, och kumensprickning), vilket kräver starka sura platser och större porstorlekar. Synergin mellan stark surhet och tillgänglighet återspeglades i det faktum att AAS visade bättre prestanda än toppmoderna zeoliter och amorfa aluminiumsilikater. Detta bekräftades också av detaljerade NMR-studier i fast tillstånd. Således, det var tydligt att materialet har starkt sura zeolitliknande överbryggande silanolställen, även om material inte är kristallina utan amorfa. Därför, de faller in i en ny klass av material vid gränsytan mellan kristallin zeolit ​​och amorft aluminiumsilikat.

Således, tillvägagångssättet kan möjliggöra utvecklingen av fast syrakatalys för plastisk nedbrytning samt koldioxid för att driva i betydande hastigheter, vågar, och stabiliteter som krävs för att göra processen ekonomiskt konkurrenskraftig. Protokollet har vetenskapliga och tekniska fördelar, på grund av dess överlägsna aktivitet och stabilitet.