Пористые твердые кислоты превратят углекислый газ воздуха в топливо

В последние годы химическая промышленность с все большим интересом присматривается к твердым кислотам. Считается, что они станут сравнительно «чистой» заменой обычным жидким кислотам в качестве катализаторов, которые используются во многих химических процессах — от крекинга нефти и деструкции пластмасс до синтеза топлива из атмосферного углекислого газа. К таким веществам относят, скажем, кристаллические оксиды алюминия (III) или цеолиты.

Однако если цеолиты проявляют нужные кислотные свойства, то структура их далеко не идеальна. Эффективный гетерогенный катализатор требует максимальной площади поверхности и должен быть пористым, подобно оксидам алюминия, кислотность которых, в свою очередь, не слишком высока. Оптимальный вариант должен сочетать и выраженную кислотность, и пористую структуру — такие материалы называют иногда «аморфными цеолитами».

Получить подобное вещество удалось команде Вивека Полшеттивара (Vivek Polshettiwar) из Института фундаментальных исследований Тата в Мумбае. Об этом они сообщают в статье, опубликованной в журнале Nature Communications. Лабораторные эксперименты показали, что такой «аморфный цеолит» действительно способен катализировать превращение углекислого газа в топливо (диметилэфир), а пластиковые отходы — в полезные углеводороды.

Авторы использовали метод с осаждением капель микроэмульсии на поверхность мягкого субстрата и полимеризацией. Это позволило получить аморфный цеолит с пористой структурой, демонстрирующий выраженные кислотные свойства. Каталитические способности такого материала оказались выше, чем у лучших существующих образцов обычных цеолитов и алюмосиликатов. Ученые уверены, что вскоре новая техника позволит получить материалы и для практического применения в больших масштабах.