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Le catalyseur de fer rend les réactions chimiques moins chères et plus durables

De nombreux procédés chimiques nécessitent l’utilisation d’un catalyseur. Il permet à une molécule de se transformer en une autre molécule sans se changer, lui permettant d’être réutilisée plusieurs fois. D’autre part, de nombreux catalyseurs sont fabriqués à partir de métaux précieux, ce qui les rend coûteux et potentiellement dangereux pour l’environnement.

La réaction de double conversion des oléfines produit de nouvelles doubles liaisons carbone-carbone en cassant les doubles liaisons d’origine et en en régénérant de nouvelles. Crédit d’image : Université supérieure des sciences et technologies d’Okinawa.

Les chercheurs ont maintenant mis au point un catalyseur à base de fer, un élément beaucoup plus abondant, pour accélérer une importante réaction chimique connue sous le nom de réaction d’échange d’oléfines. Leurs découvertes viennent d’être rapportées dans nature stimulante.

La réaction chimique de double échange d’oléfines est l’une des réactions catalytiques les plus largement applicables pour former la double liaison carbone-carbone. Les doubles liaisons carbone et carbone sont une liaison importante présente dans de nombreux produits chimiques.

Satoshi Takebayashi, chercheur, Institut universitaire d’Okinawa de l’Université des sciences et technologies

Les oléfines sont un type de produit chimique à double liaison carbone-carbone. En commutant les atomes de carbone dans les oléfines, la réaction de réaction chimique à double échange des oléfines produit de nouvelles doubles liaisons carbone-carbone. En perturbant les doubles liaisons initiales et en forçant de nouvelles liaisons à se former, le catalyseur permet cet échange.

Le ruthénium, un métal précieux, est actuellement l’un des catalyseurs les plus préférés pour cette réaction. Le but de cette recherche était d’accélérer la réaction grâce à l’utilisation d’un catalyseur à base de fer, un métal beaucoup plus abondant, rendant l’ensemble du procédé moins coûteux et plus respectueux de l’environnement. Étant donné que le ruthénium et le fer appartiennent au même groupe dans le tableau périodique et qu’on pense qu’ils ont des propriétés similaires, il s’agit d’un objectif poursuivi depuis longtemps par l’establishment scientifique.

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Les chercheurs ont créé un nouveau composé de fer et ont montré qu’il pouvait être utilisé comme catalyseur dans la réaction chimique des oléfines dans ce travail. Ils l’ont démontré en fabriquant un polymère, une molécule à longue chaîne composée de nombreuses unités chimiques plus petites.

Compte tenu du succès de cette étude, Takebayashi a noté que les catalyseurs actuels à base de ruthénium sont encore beaucoup plus utiles que les catalyseurs à base de fer nouvellement développés. Lorsqu’il est exposé à l’air et à l’humidité, le catalyseur ferrique devient instable et moins actif. Avant que le catalyseur au fer ne remplace le catalyseur au ruthénium, ces limitations doivent être surmontées.

Cette étude pourrait être utile à d’autres chercheurs dans ce domaine. J’espère que les catalyseurs à base de fer seront développés davantage en utilisant ces connaissances.

Satoshi Takebayashi, chercheur, Institut universitaire d’Okinawa de l’Université des sciences et technologies

Référence de la revue :

Takebayashi, S.; et d’autres. (2022) Polymérisation par réaction d’ouverture de cycle catalysée par le fer des oléfines et études mécaniques. nature stimulante. doi.org/10.1038/s41929-022-00793-4.

la source: https://www.oist.jp/

Delphine Perrault

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