Розкрито «Танець» каталізатора: нові відкриття можуть революціонізувати хімічне виробництво

Новаторський аналіз дослідників з Массачусетського технологічного інституту показує, що виробництво вінілацетату, ключового компонента багатьох полімерів, залежить від каталітичного процесу, що включає дві різні форми каталізатора. Опубліковане в журналі *Science* дослідження кидає виклик традиційному погляду на каталіз як виключно поверхневий або молекулярний. Команда під керівництвом професора Йогеша Сурендраната виявила «циклічний танець», де тверді металеві каталізатори перетворюються на молекули і назад. Ця взаємодія між гетерогенним і гомогенним каталізом виявляється вирішальною для ефективного і селективного процесу. Реакція вимагає активації як молекул кисню, так і комбінації оцтової кислоти та етилену. Молекулярна форма каталізатора чудово працює з етиленом і оцтовою кислотою, тоді як поверхнева форма активує кисень. Це взаємне перетворення включає корозію, подібну до іржавіння, причому розчинні молекулярні види відіграють ключову роль. Електрохімічні методи, які традиційно використовуються в дослідженнях корозії, показали, що швидкість корозії паладієвого каталізатора обмежує загальну реакцію. Це розуміння може призвести до розробки покращених каталізаторів, які використовують синергію між твердими матеріалами та розчинними молекулами. «З цим новим розумінням того, що обидва типи каталізу можуть відігравати роль, які ще існують каталітичні процеси, які насправді включають обидва? Можливо, у них є багато можливостей для вдосконалення, які могли б отримати вигоду з цього розуміння», — каже Деяа Харраз, аспірант Массачусетського технологічного інституту. Результати, підтримані Національним науковим фондом і Фондом Гордона і Бетті Мур, пропонують новий погляд на розробку каталізаторів, що потенційно впливає на різні процеси хімічного виробництва, окрім синтезу вінілацетату.