Polietileno tereftalatas (PET), kaip svarbus termoplastinis poliesteris, kurio metinė pasaulinė gamyba viršija 70 milijonų tonų ir yra plačiai naudojamas kasdienėse maisto pakuotėse, tekstilės gaminiuose ir kitose srityse. Tačiau, nepaisant šio didžiulio gamybos kiekio, maždaug 80 % PET atliekų yra beatodairiškai išmetama arba išvežama į sąvartynus, o tai labai teršia aplinką ir švaisto didelius anglies išteklius. PET atliekų perdirbimas tapo kritiniu iššūkiu, reikalaujančiu proveržio siekiant tvaraus pasaulinio vystymosi.
Tarp esamų perdirbimo technologijų fotoreformavimo technologija sulaukė didelio dėmesio dėl savo ekologiškų ir švelnių savybių. Ši technika naudoja švarią, neteršiančią saulės energiją kaip varomąją jėgą, kuri esant aplinkos temperatūrai ir slėgiui vietoje generuoja aktyvias redokso rūšis, taip palengvindama plastiko atliekų konversiją ir pridėtinės vertės didinimą. Tačiau dabartinių fotoreformavimo procesų produktai dažniausiai apsiriboja paprastais deguonies turinčiais junginiais, tokiais kaip skruzdžių rūgštis ir glikolio rūgštis.
Neseniai Kinijos instituto Fotocheminės konversijos ir sintezės centro tyrėjų komanda pasiūlė naudoti PET atliekas ir amoniaką atitinkamai kaip anglies ir azoto šaltinius formamidui gaminti fotokatalizinės CN jungimosi reakcijos būdu. Šiuo tikslu tyrėjai sukūrė Pt1Au/TiO2 fotokatalizatorių. Šiame katalizatoriuje vieno atomo Pt vietos selektyviai gaudo fotogeneruotus elektronus, o Au nanodalelės gaudo fotogeneruotas skyles, žymiai padidindamos fotogeneruotų elektronų ir skylių porų atskyrimo ir perdavimo efektyvumą, taip padidindamos fotokatalizinį aktyvumą. Formamido gamybos greitis siekė maždaug 7,1 mmol gcat⁻¹ h⁻¹. Tokie eksperimentai kaip in situ infraraudonųjų spindulių spektroskopija ir elektronų paramagnetinis rezonansas atskleidė radikalų tarpininkaujamą reakcijos kelią: fotogeneruotos skylės vienu metu oksiduoja etilenglikolį ir amoniaką, susidarant aldehido tarpiniams produktams ir amino radikalams (·NH₂), kurie jungiasi CN ir galiausiai sudaro formamidą. Šis darbas ne tik pradeda naują kelią didelės vertės plastiko atliekų konversijai, praturtindamas PET atnaujinimo produktų spektrą, bet ir suteikia ekologiškesnę, ekonomiškesnę ir perspektyvesnę sintezės strategiją svarbių azoto turinčių junginių, tokių kaip vaistai ir pesticidai, gamybai.
Susiję tyrimo rezultatai buvo paskelbti žurnale „Angewandte Chemie International Edition“ pavadinimu „Fotokatalizinė formamidų sintezė iš plastiko atliekų ir amoniako naudojant CN jungčių konstrukciją švelniomis sąlygomis“. Tyrimas buvo finansuojamas iš projektų, kuriuos rėmė Kinijos nacionalinis gamtos mokslų fondas, Kinijos mokslų akademijos ir Honkongo universiteto jungtinis naujų medžiagų laboratorijų fondas ir kiti šaltiniai.
Įrašo laikas: 2025 m. rugsėjo 26 d.