Taniec katalizatora ujawniony: nowe spostrzeżenia mogą zrewolucjonizować produkcję chemiczną

Przełomowa analiza przeprowadzona przez naukowców z MIT ujawnia, że produkcja octanu winylu, kluczowego składnika wielu polimerów, opiera się na procesie katalitycznym z udziałem dwóch odrębnych form katalizatora. Opublikowane w *Science* badanie podważa konwencjonalny pogląd na katalizę jako wyłącznie powierzchniową lub molekularną. Zespół, kierowany przez profesora Yogesha Surendranatha, odkrył 'cykliczny taniec', w którym stałe katalizatory metalowe przekształcają się w cząsteczki i z powrotem. To współdziałanie między katalizą heterogeniczną i homogeniczną okazuje się kluczowe dla wydajnego i selektywnego procesu. Reakcja wymaga aktywacji zarówno cząsteczek tlenu, jak i kombinacji kwasu octowego i etylenu. Molekularna forma katalizatora doskonale radzi sobie z etylenem i kwasem octowym, podczas gdy forma powierzchniowa aktywuje tlen. Ta interkonwersja obejmuje korozję, podobną do rdzewienia, przy czym rozpuszczalne gatunki molekularne odgrywają kluczową rolę. Techniki elektrochemiczne, tradycyjnie stosowane w badaniach nad korozją, ujawniły, że szybkość korozji katalizatora palladowego ogranicza ogólną reakcję. To zrozumienie może prowadzić do projektowania ulepszonych katalizatorów, które wykorzystują synergię między materiałami stałymi a rozpuszczalnymi cząsteczkami. 'Dzięki nowemu zrozumieniu, że oba rodzaje katalizy mogą odgrywać rolę, jakie inne procesy katalityczne istnieją, które faktycznie obejmują oba? Być może mają one duże pole do poprawy, które mogłoby skorzystać z tego zrozumienia' - mówi Deiaa Harraz, absolwent MIT. Wyniki, wspierane przez National Science Foundation oraz Gordon and Betty Moore Foundation, oferują nową perspektywę na projektowanie katalizatorów, potencjalnie wpływając na różne procesy produkcji chemicznej poza syntezą octanu winylu.