Polietilen tereftalat (PET) kot pomemben termoplastični poliester ima letno svetovno proizvodnjo, ki presega 70 milijonov ton, in se pogosto uporablja v vsakodnevni embalaži za živila, tekstilu in na drugih področjih. Vendar pa se za to ogromno količino proizvodnje približno 80 % odpadnega PET brez razlikovanja zavrže ali odloži na odlagališča, kar povzroča hudo onesnaževanje okolja in vodi do izgube znatnih ogljičnih virov. Kako doseči recikliranje odpadnega PET je postal ključni izziv, ki zahteva preboje za globalni trajnostni razvoj.
Med obstoječimi tehnologijami recikliranja je tehnologija fotoreformiranja pritegnila veliko pozornosti zaradi svojih zelenih in blagih lastnosti. Ta tehnika uporablja čisto, neonesnažujočo sončno energijo kot gonilno silo, ki ustvarja aktivne redoks spojine in situ pri sobni temperaturi in tlaku, da olajša pretvorbo in nadgradnjo odpadne plastike z dodano vrednostjo. Vendar pa so produkti trenutnih postopkov fotoreformiranja večinoma omejeni na preproste spojine, ki vsebujejo kisik, kot sta mravljinčna kislina in glikolna kislina.
Nedavno je raziskovalna skupina iz Centra za fotokemijsko pretvorbo in sintezo na inštitutu na Kitajskem predlagala uporabo odpadnega PET in amoniaka kot virov ogljika oziroma dušika za proizvodnjo formamida s fotokatalitično reakcijo spajanja CN. V ta namen so raziskovalci zasnovali fotokatalizator Pt1Au/TiO2. V tem katalizatorju mesta z enim atomom Pt selektivno lovijo fotogenerirane elektrone, medtem ko nanodelci Au lovijo fotogenerirane vrzeli, kar znatno izboljša učinkovitost ločevanja in prenosa fotogeneriranih parov elektronov in vrzeli ter s tem poveča fotokatalitično aktivnost. Hitrost proizvodnje formamida je dosegla približno 7,1 mmol gcat⁻¹ h⁻¹. Poskusi, kot sta infrardeča spektroskopija in elektronska paramagnetna resonanca, so razkrili reakcijsko pot, ki jo posredujejo radikali: fotogenerirane vrzeli hkrati oksidirajo etilen glikol in amonijak, pri čemer nastanejo aldehidni intermediati in amino radikali (·NH₂), ki se s spajanjem CN končno tvorijo formamid. To delo ne le utira novo pot za visokovredno pretvorbo odpadne plastike, s čimer bogati spekter izdelkov za nadgradnjo PET, temveč zagotavlja tudi bolj zeleno, bolj ekonomično in obetavno sintetično strategijo za proizvodnjo pomembnih spojin, ki vsebujejo dušik, kot so farmacevtski izdelki in pesticidi.
Ugotovitve raziskave so bile objavljene v mednarodni izdaji Angewandte Chemie pod naslovom »Fotokatalitska sinteza formamida iz plastičnih odpadkov in amoniaka prek konstrukcije CN vezi v blagih pogojih«. Raziskava je bila financirana iz projektov, ki jih podpirajo Kitajska nacionalna fundacija za naravoslovje, Skupni laboratorijski sklad za nove materiale med Kitajsko akademijo znanosti in Univerzo v Hongkongu, med drugimi viri.
Čas objave: 26. september 2025