Ученые нашли способ сделать гетерогенный катализ более селективным, что позволило ускорить химическую реакцию в сто раз. Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

При гетерогенном катализе катализатор – вещество, ускоряющее химическую реакцию, находится на твердой поверхности, подложке, а сами реагенты могут находиться в жидком или газообразном состоянии. Зачастую на одном катализаторе могут протекать несколько реакций. Поэтому гетерогенные катализаторы должны обладать высокой селективностью (избирательностью), чтобы ускорять только нужную химическую реакцию.

Команда ученых из Торонтского университета под руководством нобелевского лауреата по химии Джона Полани выяснила, что селективность реакции повышается, если связи в молекуле, которые должны разрушиться в ходе реакции, ориентированы вдоль атомов катализатора на подложке. Химики изучили реакцию расщепления м-дииодбензола (разрушение связи иод-углерод), которая происходила с участием меди в качестве катализатора.

Ученые заметили значительное ускорение реакции при определенном ориентировании молекул реагента и катализатора. Когда связь между углеродом и иодом в молекуле м-дииодбензола была ориентирована вдоль атомов меди на подложке, то ее разрыв происходил в сто раз быстрее, чем при других положениях связи по отношению к атомам катализатора. По словам главного автора статьи, нобелевского лауреата, понимание каталитических процессов позволит человечеству создавать более эффективные катализаторы и приблизиться к «зеленой» промышленности.