Katalysator 'Dans' Onthuld: Nieuwe Inzichten Kunnen Chemische Productie Revolutioneren

Een baanbrekende analyse van MIT-onderzoekers onthult dat de productie van vinylacetaat, een belangrijk bestanddeel in veel polymeren, afhankelijk is van een katalytisch proces waarbij twee verschillende katalysatorvormen betrokken zijn. De studie, gepubliceerd in *Science*, daagt de conventionele kijk op katalyse als uitsluitend oppervlakte- of molecuulgebaseerd uit. Het team, onder leiding van professor Yogesh Surendranath, ontdekte een 'cyclische dans' waarbij vaste metaalkatalysatoren transformeren in moleculen en terug. Dit samenspel tussen heterogene en homogene katalyse blijkt cruciaal voor een efficiënt en selectief proces. De reactie vereist activering van zowel zuurstofmoleculen als een combinatie van azijnzuur en ethyleen. De moleculaire katalysatorvorm blinkt uit met ethyleen en azijnzuur, terwijl de oppervlaktevorm zuurstof activeert. Deze interconversie omvat corrosie, vergelijkbaar met roesten, waarbij oplosbare moleculaire soorten een sleutelrol spelen. Elektrochemische technieken, traditioneel gebruikt in corrosieonderzoek, onthulden dat de corrosiesnelheid van de palladiumkatalysator de algehele reactie beperkt. Dit inzicht kan leiden tot het ontwerp van verbeterde katalysatoren die de synergie tussen vaste materialen en oplosbare moleculen benutten. 'Met dit nieuwe begrip dat beide soorten katalyse een rol kunnen spelen, welke andere katalytische processen zijn er die daadwerkelijk beide omvatten? Misschien is er veel ruimte voor verbetering die van dit begrip kan profiteren', zegt Deiaa Harraz, MIT-afgestudeerde. De bevindingen, ondersteund door de National Science Foundation en de Gordon and Betty Moore Foundation, bieden een nieuw perspectief op katalysatorontwerp, wat mogelijk van invloed is op verschillende chemische productieprocessen buiten de vinylacetaatsynthese.