امکان تجزیه پلاستیک و تولید سوخت با کاتالیست نانواسفنجی

اسیدهای جامد از جمله مهمترین کاتالیزورهای ناهمگن هستند که پتانسیل جایگزینی اسیدهای مضر برای محیط‌زیست را دارند و در برخی از مهمترین فرآیندها نظیر کراکینگ هیدروکربن‌ها، آلکیلاسیون و تخریب پسماندهای پلاستیک و همچنین تبدیل دی‌اکسیدکربن به سوخت می‌توان اسیدهای جامد را جایگزین اسیدهای مایع مضر کرد.

دو اسید جامد شناخته شده، زئولیت‌های بلوری و آلومینوسیلیکات آمورف هستند و اگر چه زئولیت‌ها به شدت اسیدی هستند، اما به دلیل ذات متخلخلی که دارند، از محدودیت‌هایی نیز برخوردار هستند چرا که این تخلخل موجب محدودیت در نفوذ شده در حالی که در آلومینوسیلیکات که دارای مزوحفره‌ است، پایداری نسبی وجود داشته و اسیدیته کمتر است. بنابراین، طراحی و سنتز اسید جامد که هم مانند زئولیت‌ها اسیدیته بالایی داشته و هم از نظر خواص ساختاری شبیه به آلومینوسیلیکات باشد، چالش برانگیز است، چیزی که می‌توان آن را زئولیت آمورف نامید.

انتشار گاز دی‌اکسیدکربن یکی از عوامل تاثیرگذار بر شرایط اقلیمی جهان بوده که به سرعت نیز در حال افزایش است و باید راهی به‌منظور تبدیل دی‌اکسیدکربن به سوخت پیدا کرد. زباله‌های پلاستیکی نیز به‌عنوان یکی از معضلات جهانی شناخته می‌شوند که موجب تهدید جدی برای محیط‌زیست هستند.

در این پروژه، محققان با ایجاد یک نانواسید تلاش کردند که این دو مشکل را حل کنند، نانواسیدی که هم قادر است دی‌اکسیدکربن را مستقیم به سوخت (دی‌متیل اتر) تبدیل کند و هم پسماندهای پلاستیک را به مواد شیمیایی (هیدروکربن) تبدیل کند.

با استفاده از روش قطرات میکروآمولسیون مستمر به‌عنوان الگو، محققان این پروژه آلومینوسیلیکات آمورف اسیدی ساختند که دارای مورفولوژی نانواسفنجی است. این ماده هم مانند زئولیت‌ها از اسیدیته بالایی برخوردار بوده و هم مانند آلومینوسیلیکات دارای مساحت سطحی بالایی است.

این رویکرد ممکن است به محققان اجازه دهد تا بتوانند کاتالیست‌های اسیدی جامد را برای تجزیه پلاستیک‌ها و تولید سوخت از دی‌اکسیدکربن در مقیاس‌های صنعتی و با قیمتی رقابت‌پذیر تولید کنند.

بر اساس اعلام ستاد نانو، نتایج این پروژه در نشریه Nature Communications به چاپ رسیده است.

منبع: ایسنا

70