触媒の「ダンス」解明：新たな知見が化学製品の生産を革命的に変える可能性

MITの研究者による画期的な分析により、多くのポリマーの主要成分である酢酸ビニルの生産は、2つの異なる触媒形態を含む触媒プロセスに依存していることが明らかになりました。 *Science*に掲載されたこの研究は、触媒作用を表面ベースまたは分子ベースのみと見なす従来の考え方に異議を唱えています。 Yogesh Surendranath教授が率いるチームは、固体金属触媒が分子に変換され、再び戻る「周期的ダンス」を発見しました。不均一触媒と均一触媒の間のこの相互作用は、効率的で選択的なプロセスにとって重要であることが証明されています。 この反応には、酸素分子と酢酸およびエチレンの組み合わせの両方の活性化が必要です。分子触媒形態はエチレンと酢酸に優れており、表面形態は酸素を活性化します。この相互変換には、可溶性分子種が重要な役割を果たす、錆びのような腐食が含まれます。 伝統的に腐食研究で使用されてきた電気化学的手法により、パラジウム触媒の腐食速度が全体的な反応を制限していることが明らかになりました。この理解により、固体材料と可溶性分子の間の相乗効果を活用する、改良された触媒の設計につながる可能性があります。 「両方のタイプの触媒作用が役割を果たす可能性があるというこの新しい理解により、実際に両方を含む他の触媒プロセスは他に何があるでしょうか？おそらく、それらにはこの理解から恩恵を受けることができる多くの改善の余地があるでしょう」と、MITの大学院生であるDeiaa Harrazは述べています。 全米科学財団とゴードン・アンド・ベティ・ムーア財団の支援を受けたこの調査結果は、触媒設計に関する新しい視点を提供し、酢酸ビニル合成を超えたさまざまな化学製品の生産プロセスに影響を与える可能性があります。