Polietilen tereftalat (PET), kao važan termoplastični poliester, ima godišnju globalnu proizvodnju veću od 70 milijuna tona i široko se koristi u svakodnevnoj ambalaži za hranu, tekstilu i drugim područjima. Međutim, iza ovog ogromnog obujma proizvodnje, otprilike 80% otpadnog PET-a se neselektivno odbacuje ili odlaže na odlagališta, što uzrokuje ozbiljno onečišćenje okoliša i dovodi do rasipanja značajnih ugljičnih resursa. 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 pozornost zbog svojih zelenih i blagih karakteristika. Ova tehnika koristi čistu, nezagađujuću solarnu energiju kao pokretačku snagu, stvarajući aktivne redoks vrste in situ na sobnoj temperaturi i tlaku kako bi se olakšala pretvorba i nadogradnja otpadne plastike. Međutim, produkti 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 fotokemijsku konverziju i sintezu na institutu u Kini predložio korištenje otpadnog PET-a i amonijaka kao izvora ugljika, odnosno dušika, za proizvodnju formamida putem fotokatalitičke reakcije CN spajanja. U tu svrhu istraživači su dizajnirali fotokatalizator Pt1Au/TiO2. U ovom katalizatoru, mjesta s jednim atomom Pt selektivno hvataju fotogenerirane elektrone, dok Au nanočestice hvataju fotogenerirane šupljine, značajno poboljšavajući učinkovitost odvajanja i prijenosa fotogeneriranih parova elektron-šupljina, čime se povećava fotokatalitička aktivnost. Brzina proizvodnje formamida dosegla je približno 7,1 mmol gcat⁻¹ h⁻¹. Eksperimenti poput in-situ infracrvene spektroskopije i elektronske paramagnetske rezonancije otkrili su reakcijski put posredovan radikalima: fotogenerirane šupljine istovremeno oksidiraju etilen glikol i amonijak, stvarajući aldehidne međuprodukte i amino radikale (·NH₂), koji se podvrgavaju CN spajanju i na kraju tvore 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 sintetsku strategiju za proizvodnju važnih spojeva koji sadrže dušik, poput lijekova i pesticida.
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 uvjetima“. Istraživanje je financirano iz projekata koje su, između ostalih izvora, podržali Nacionalna zaklada za prirodne znanosti Kine, Zajednički laboratorijski fond za nove materijale između Kineske akademije znanosti i Sveučilišta u Hong Kongu.
Vrijeme objave: 26. rujna 2025.