Polüetüleentereftalaat (PET) on oluline termoplastiline polüester, mille aastane ülemaailmne toodang ületab 70 miljonit tonni ja mida kasutatakse laialdaselt igapäevases toidupakendis, tekstiilides ja muudes valdkondades. Selle tohutu tootmismahu taga on aga see, et umbes 80% PET-jäätmetest visatakse valimatult ära või ladestatakse prügimäele, põhjustades tõsist keskkonnareostust ja raiskades märkimisväärsel hulgal süsinikuressursse. PET-jäätmete ringlussevõtt on muutunud kriitiliseks väljakutseks, mis nõuab läbimurdeid ülemaailmse säästva arengu jaoks.
Olemasolevate ringlussevõtutehnoloogiate seas on fotoreformimise tehnoloogia pälvinud märkimisväärset tähelepanu oma roheliste ja leebete omaduste tõttu. See tehnika kasutab puhast, saastevaba päikeseenergiat liikumapaneva jõuna, tekitades aktiivseid redoksühendeid kohapeal toatemperatuuril ja rõhul, et hõlbustada plastjäätmete muundamist ja lisandväärtuse parandamist. Praeguste fotoreformimisprotsesside produktid piirduvad aga enamasti lihtsate hapnikku sisaldavate ühenditega, nagu sipelghape ja glükoolhape.
Hiljuti tegi Hiina instituudi fotokeemilise konversiooni ja sünteesi keskuse uurimisrühm ettepaneku kasutada fotokatalüütilise CN-sidestusreaktsiooni abil formamiidi tootmiseks vastavalt süsiniku- ja lämmastikuallikatena PET-jääke ja ammoniaaki. Sel eesmärgil konstrueerisid teadlased Pt1Au/TiO2 fotokatalüsaatori. Selles katalüsaatoris püüavad ühe aatomiga Pt-kohad selektiivselt kinni fotogenereeritud elektrone, samas kui Au-nanoosakesed püüavad kinni fotogenereeritud auke, suurendades oluliselt fotogenereeritud elektron-auk paaride eraldamise ja ülekande efektiivsust, suurendades seeläbi fotokatalüütilist aktiivsust. Formamiidi tootmiskiirus ulatus ligikaudu 7,1 mmol gcat⁻¹ h⁻¹-ni. Katsed, nagu in situ infrapunaspektroskoopia ja elektronparamagnetiline resonants, näitasid radikaalide vahendatud reaktsioonirada: fotogenereeritud augud oksüdeerivad samaaegselt etüleenglükooli ja ammoniaaki, tekitades aldehüüdi vaheühendeid ja aminoradikaale (·NH₂), mis läbivad CN-sidestuse, moodustades lõpuks formamiidi. See töö mitte ainult ei ole teerajajaks uuele teele jäätmeplastide kõrge väärtusega muundamiseks, rikastades PET-i täiustatud toodete spektrit, vaid pakub ka keskkonnasõbralikumat, säästlikumat ja paljutõotavamat sünteetilist strateegiat oluliste lämmastikku sisaldavate ühendite, näiteks ravimite ja pestitsiidide tootmiseks.
Seotud uurimistulemused avaldati ajakirjas Angewandte Chemie International Edition pealkirjaga „Fotokatalüütiline formamiidi süntees plastjäätmetest ja ammoniaagist CN-sideme valmistamise teel kergetes tingimustes“. Uuringut rahastati muuhulgas Hiina Riikliku Loodusteaduste Fondi, Hiina Teaduste Akadeemia ja Hongkongi Ülikooli Uute Materjalide Ühislaborifondi toetatud projektidest.
Postituse aeg: 26. september 2025