N° 454 septembre 2020

Des réactions multi-catalytiques au concept de catalyse hybride

Pagination : 11-17
Rubrique : Le dossier
Mots-clés : Catalyse hybride, réactions multi-catalytiques, sélectivité, spécificité.
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Classification des différents types de procédés combinant un catalyseur chimique avec un catalyseur biologique , utilisés pour la mise en place de réactions catalytiques hybrides. Ils peuvent être regroupés sous cinq catégories : « two-pots/two-steps » (2P2S), « two-pots/one-step » (2P1S), « one-pot/two-steps » (1P2S), « one-pot/one-step » (1P21), et matériaux multi-catalytiques hybrides (MMCH) [E. Heuson, F. Dumeignil, Catal. Sci. Technol., 2020, doi : 10.1039/d0cy00696c].

L’efficacité des catalyseurs chimiques et biologiques pour la réalisation de réactions chimiques au niveau industriel n’est plus à démontrer. Leur spécificité et sélectivité en font des outils essentiels à de nombreux procédés, et ils représentent à ce titre un outil majeur dans l’établissement de l’industrie de demain.

Historiquement, les catalyseurs ont été très majoritairement utilisés de manière unitaire, les procédés en faisant intervenir plusieurs s’inscrivant le plus souvent dans des stratégies multi-étapes. Cependant, les deux dernières décennies ont vu un essor de la recherche autour des réactions multi-catalytiques qui combinent deux catalyseurs ou plus afin de bénéficier d’effets collaboratifs.

Si des catalyseurs de natures différentes ne sont que très rarement mis en jeu ensemble, la combinaison d’un catalyseur chimique et d’un biocatalyseur, appelée « catalyse hybride », représente très probablement le type de réaction multi-catalytique le plus prometteur de par la diversité et l’efficacité inédites permises. Elle n’en demeure pas moins la plus complexe à mettre en œuvre, faisant appel à des compétences de domaines différents (chimie, biologie, matériaux, etc.). Les perspectives offertes donnent lieu à des travaux pionniers qui poussent les chercheurs à mettre au point de nouvelles stratégies permettant de contourner les limitations et inhibitions qui ne manquent pas d’apparaitre lorsque l’on force ces deux types de catalyseurs à travailler de concert.