Estructura de la zeolita, anomenada ZEO-5. / Nature.
Cerdanyola del Vallès, 28 de març 2024 Un equip de l'Institut de Ciència de Materials de Madrid (ICMM-CSIC) lidera una investigació internacional que ha aconseguit crear la zeolita més porosa del món. L'estudi, publicat ahir a la revista Nature, obre noves vies en aspectes com la descontaminació d'aigua i gas i alhora "demostra que és possible fer materials més porosos i que siguin estables" comenta Miguel Camblor, investigador de l'ICMM-CSIC i autor principal de l'estudi.
Les zeolites són silicats cristal·lins micro-porosos. Es tracta de materials amb aplicacions en descontaminació, catàlisi, adsorció de gasos i intercanvi de cations. Durant dècades l'obtenció de zeolites estables amb major porositat i, per tant, major capacitat d'absorció i de processament de molècules grans, ha sigut un objectiu científic important. Això, però, no és un repte fàcil: "fins fa poc desafiava la nostra capacitat sintètica", indica Camblor.
El grup ja va desenvolupar en els darrers anys dues zeolites amb porus "extra-grans" en les tres direccions espacials que a la vegada presentaven una alta estabilitat. En aquesta ocasió han creat una zeolita d'aluminosilicat estable amb porus extra-grans oberts a través d'anells de més de 12 tetraedres, que és capaç de processar molècules fins i tot encara més grans.
"L'estructura d'aquesta zeolita presenta característiques mai vistes i demostra que amb mètodes diferents es poden trobar coses que es creien impossibles, com aquest rècord del món de porositat", destaca Camblor, que indica que ja han emprat la zeolita per l'absorció de compostos orgànics volàtils.
Per a determinar de manera precisa l'estructura de la zeolita, l'equip de recerca ha combinat les tècniques punteres de difracció d'electrons i de difracció de pols amb rajos X, la darrera disponible a la línia de llum MSPD del Sincrotró ALBA. Els rajos X produïts a l'accelerador de l'ALBA han permès als usuaris de l'ICMM-CSIC obtenir informació crucial de la posició dels àtoms en l'estructura de la zeolita.
A més, afegint titani al material, s'ha vist que és capaç de funcionar com a catalitzador en l'oxidació de propilè amb hidroperòxid de cumè, un procés que no deixa residus i és 100% selectiu. La zeolita és millor que el catalitzador convencional, cosa que la fa prometedora en sectors industrials rellevants.
Referència: Zihao Rei Gao, Huajian Yu, Fei-Jian Chen, Alvaro Mayoral, Zijian Niu, Ziwen Niu, Xintong Li, Hua Deng, Carlos Márquez-Álvarez, Hong He, Shutao Xu, Yida Zhou, Jun Xu, Hao Xu, Wei Fan, Salvador R. G. Balestra, Chao Ma, Jiazheng Hao, Jian Li, Peng Wu, Jihong Yu & Miguel A. Camblor. Interchain expanded extra-large-pore zeolites. Nature. DOI: 10.1002/smtd.202300326
Adaptat de l'article de l'ICMM-CSIC
