Раскрыт «Танец» Катализатора: Новые Открытия Могут Революционизировать Химическое Производство

Новаторский анализ исследователей из Массачусетского технологического института показывает, что производство винилацетата, ключевого компонента многих полимеров, основано на каталитическом процессе, включающем две различные формы катализатора. Опубликованное в журнале *Science* исследование бросает вызов общепринятому представлению о катализе как исключительно поверхностном или молекулярном. Команда под руководством профессора Йогеша Сурендраната обнаружила «циклический танец», в котором твердые металлические катализаторы превращаются в молекулы и обратно. Это взаимодействие между гетерогенным и гомогенным катализом оказывается решающим для эффективного и селективного процесса. Реакция требует активации как молекул кислорода, так и комбинации уксусной кислоты и этилена. Молекулярная форма катализатора превосходна с этиленом и уксусной кислотой, в то время как поверхностная форма активирует кислород. Это взаимопревращение включает в себя коррозию, подобную ржавчине, при этом растворимые молекулярные частицы играют ключевую роль. Электрохимические методы, традиционно используемые в исследованиях коррозии, показали, что скорость коррозии палладиевого катализатора ограничивает общую реакцию. Это понимание может привести к разработке улучшенных катализаторов, которые используют синергию между твердыми материалами и растворимыми молекулами. «С этим новым пониманием того, что оба типа катализа могут играть роль, какие еще каталитические процессы существуют, которые на самом деле включают оба? Возможно, у них есть большой потенциал для улучшения, который может извлечь выгоду из этого понимания», — говорит Деиаа Харраз, аспирант Массачусетского технологического института. Результаты, поддержанные Национальным научным фондом и Фондом Гордона и Бетти Мур, предлагают новый взгляд на проектирование катализаторов, потенциально влияющий на различные химические производственные процессы, помимо синтеза винилацетата.