Polietilen tereftalat (PET), kao važan termoplastični poliester, ima godišnju globalnu proizvodnju veću od 70 miliona tona i široko se koristi u svakodnevnoj ambalaži za hranu, tekstilu i drugim oblastima. Međutim, pored ovog ogromnog obima proizvodnje, otprilike 80% otpadnog PET-a se neselektivno odbacuje ili odlaže na deponije, što uzrokuje ozbiljno zagađenje okoliša i dovodi do rasipanja značajnih resursa ugljika. Kako postići recikliranje otpadnog PET-a postao je ključni izazov koji zahtijeva napredak za globalni održivi razvoj.
Među postojećim tehnologijama recikliranja, tehnologija fotoreformiranja privukla je značajnu pažnju zbog svojih zelenih i blagih karakteristika. Ova tehnika koristi čistu, nezagađujuću solarnu energiju kao pokretačku snagu, generirajući aktivne redoks vrste in situ na sobnoj temperaturi i pritisku kako bi se olakšala konverzija i poboljšanje dodane vrijednosti otpadne plastike. Međutim, proizvodi trenutnih procesa fotoreformiranja uglavnom su ograničeni na jednostavne spojeve koji sadrže kisik, poput mravlje kiseline i glikolne kiseline.
Nedavno je istraživački tim iz Centra za fotohemijsku konverziju i sintezu na institutu u Kini predložio korištenje otpadnog PET-a i amonijaka kao izvora ugljika, odnosno dušika, za proizvodnju formamida putem fotokatalitičke CN reakcije spajanja. U tu svrhu, istraživači su dizajnirali Pt1Au/TiO2 fotokatalizator. U ovom katalizatoru, mjesta s jednim atomom Pt selektivno hvataju fotogenerirane elektrone, dok Au nanočestice hvataju fotogenerirane šupljine, značajno poboljšavajući efikasnost odvajanja i prijenosa fotogeneriranih parova elektron-šupljina, čime se povećava fotokatalitička aktivnost. Brzina proizvodnje formamida dostigla je približno 7,1 mmol gcat⁻¹ h⁻¹. Eksperimenti poput in-situ infracrvene spektroskopije i elektronske paramagnetne rezonancije otkrili su reakcijski put posredovan radikalima: fotogenerirane šupljine istovremeno oksidiraju etilen glikol i amonijak, generirajući aldehidne međuprodukte i amino radikale (·NH₂), koji se podvrgavaju CN spajanju i na kraju formiraju formamid. Ovaj rad ne samo da otvara novi put za visokovrijednu konverziju otpadne plastike, obogaćujući spektar PET proizvoda za nadogradnju, već i pruža zeleniju, ekonomičniju i obećavajuću sintetičku strategiju za proizvodnju važnih spojeva koji sadrže dušik, kao što su farmaceutski proizvodi i pesticidi.
Rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu Angewandte Chemie International Edition pod naslovom „Fotokatalitička sinteza formamida iz plastičnog otpada i amonijaka putem konstrukcije CN veze pod blagim uslovima“. Istraživanje je finansirano iz projekata koje su, između ostalih izvora, podržali Nacionalna fondacija za prirodne nauke Kine, Zajednički laboratorijski fond za nove materijale između Kineske akademije nauka i Univerziteta u Hong Kongu.
Vrijeme objave: 26. septembar 2025.