Полиэтилентерефталат (ПЭТ) маңызды термопластикалық полиэстер ретінде жыл сайынғы әлемдік өндірісі 70 миллион тоннадан асады және күнделікті тамақ өнімдерін қаптауда, тоқыма бұйымдарында және басқа да салаларда кеңінен қолданылады. Дегенмен, осы үлкен өндіріс көлемінің артында ПЭТ қалдықтарының шамамен 80%-ы кездейсоқ тасталады немесе қоқысқа тасталады, бұл қоршаған ортаның қатты ластануына және айтарлықтай көміртегі ресурстарының ысырап болуына әкеледі. ПЭТ қалдықтарын қайта өңдеуді қалай жүзеге асыруға болады, бұл жаһандық тұрақты даму үшін серпілістерді талап ететін маңызды міндетке айналды.
Қолданыстағы қайта өңдеу технологияларының ішінде фотореформациялау технологиясы өзінің жасыл және жұмсақ сипаттамаларына байланысты үлкен назар аударды. Бұл әдіс қозғаушы күш ретінде таза, ластамайтын күн энергиясын пайдаланады, қалдық пластмассаларды түрлендіруді және қосылған құнды жаңартуды жеңілдету үшін қоршаған орта температурасы мен қысымы кезінде белсенді тотығу-тотықсыздану түрлерін түзеді. Дегенмен, қазіргі фотореформациялау процестерінің өнімдері негізінен құмырсқа қышқылы және гликоль қышқылы сияқты қарапайым оттегі бар қосылыстармен шектеледі.
Жақында Қытайдағы бір институттың Фотохимиялық түрлендіру және синтез орталығының зерттеу тобы фотокаталитикалық CN байланыс реакциясы арқылы формамид алу үшін қалдық ПЭТ пен аммиакты көміртек және азот көздері ретінде пайдалануды ұсынды. Осы мақсатта зерттеушілер Pt1Au/TiO2 фотокатализаторын жасады. Бұл катализаторда бір атомды Pt учаскелері фотогенерацияланған электрондарды селективті түрде ұстап алады, ал Au нанобөлшектері фотогенерацияланған тесіктерді ұстап алады, бұл фотогенерацияланған электрон-тесік жұптарының бөлінуі мен берілуінің тиімділігін айтарлықтай арттырады, осылайша фотокаталитикалық белсенділікті арттырады. Формамид өндірісінің жылдамдығы шамамен 7,1 ммоль гкат⁻¹ сағ⁻¹-ге жетті. In-situ инфрақызыл спектроскопиясы және электронды парамагниттік резонанс сияқты тәжірибелер радикалды түрде жүзеге асырылатын реакция жолын анықтады: фотогенерацияланған тесіктер бір мезгілде этиленгликоль мен аммиакты тотықтырады, альдегид аралықтары мен амин радикалдарын (·NH₂) түзеді, олар CN байланысынан өтіп, ақырында формамид түзеді. Бұл жұмыс қалдық пластмассаларды жоғары құндылықпен өңдеудің жаңа жолын ашып қана қоймай, ПЭТ жаңарту өнімдерінің спектрін байытып қана қоймай, сонымен қатар фармацевтикалық препараттар мен пестицидтер сияқты маңызды азот құрамдас қосылыстарды өндіру үшін экологиялық таза, үнемді және перспективалы синтетикалық стратегияны ұсынады.
Зерттеу нәтижелері Angewandte Chemie халықаралық басылымында «Жұмсақ жағдайларда CN байланысын құру арқылы пластикалық қалдықтар мен аммиактан фотокаталитикалық формамид синтезі» деген тақырыппен жарияланды. Зерттеу Қытайдың Ұлттық жаратылыстану ғылымдары қоры, Қытай Ғылым академиясы мен Гонконг университеті арасындағы жаңа материалдарға арналған бірлескен зертханалық қор және басқа да көздерден қаржыландырылды.
Жарияланған уақыты: 2025 жылғы 26 қыркүйек