Önemli bir termoplastik polyester olan polietilen tereftalat (PET), yıllık küresel üretimi 70 milyon tonu aşan bir kapasiteye sahip olup, günlük gıda ambalajlarında, tekstilde ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, bu muazzam üretim hacminin ardında, atık PET'in yaklaşık %80'i ayrım gözetmeksizin atılmakta veya çöplüklere atılmakta, bu da ciddi çevre kirliliğine ve önemli miktarda karbon kaynağının israfına yol açmaktadır. Atık PET'in geri dönüşümünün nasıl sağlanacağı, küresel sürdürülebilir kalkınma için atılımlar gerektiren kritik bir zorluk haline gelmiştir.
Mevcut geri dönüşüm teknolojileri arasında, fotoreform teknolojisi çevre dostu ve yumuşak özellikleri nedeniyle önemli bir ilgi görmüştür. Bu teknik, itici güç olarak temiz ve kirletmeyen güneş enerjisini kullanır ve ortam sıcaklığı ve basıncı altında yerinde aktif redoks türleri üreterek atık plastiklerin dönüşümünü ve katma değerli iyileştirilmesini kolaylaştırır. Ancak, mevcut fotoreform süreçlerinin ürünleri çoğunlukla formik asit ve glikolik asit gibi basit oksijen içeren bileşiklerle sınırlıdır.
Son zamanlarda, Çin'deki bir enstitünün Fotokimyasal Dönüşüm ve Sentez Merkezi'nden bir araştırma ekibi, atık PET ve amonyağı sırasıyla karbon ve azot kaynağı olarak kullanarak bir fotokatalitik CN kuplaj reaksiyonu yoluyla formamid üretmeyi önerdi. Bu amaçla, araştırmacılar bir Pt1Au/TiO2 fotokatalizörü tasarladılar. Bu katalizörde, tek atomlu Pt bölgeleri seçici olarak fotojenere edilmiş elektronları yakalarken, Au nanopartikülleri fotojenere edilmiş delikleri yakalayarak fotojenere edilmiş elektron-delik çiftlerinin ayrılmasını ve transfer verimliliğini önemli ölçüde artırarak fotokatalitik aktiviteyi yükseltir. Formamid üretim hızı yaklaşık 7,1 mmol gcat⁻¹ h⁻¹'ye ulaştı. Yerinde kızılötesi spektroskopisi ve elektron paramagnetik rezonansı gibi deneyler, radikal aracılı bir reaksiyon yolunu ortaya çıkardı: fotojenere edilmiş delikler aynı anda etilen glikol ve amonyağı okside ederek aldehit ara ürünleri ve amino radikalleri (·NH₂) oluşturur ve bunlar da CN kuplajına uğrayarak nihayetinde formamid oluşturur. Bu çalışma, atık plastiklerin yüksek değerli dönüşümü için yeni bir yol açmakla kalmayıp, PET yükseltme ürünlerinin yelpazesini zenginleştirmenin yanı sıra, ilaçlar ve pestisitler gibi önemli azot içeren bileşiklerin üretimi için daha yeşil, daha ekonomik ve umut vadeden bir sentetik strateji de sağlıyor.
İlgili araştırma bulguları, Angewandte Chemie International Edition dergisinde "Hafif Koşullarda CN Bağ Yapımı Yoluyla Plastik Atık ve Amonyaktan Fotokatalitik Formamid Sentezi" başlığıyla yayımlandı. Araştırma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı, Çin Bilimler Akademisi ve Hong Kong Üniversitesi arasındaki Yeni Malzemeler Ortak Laboratuvar Fonu gibi kaynaklar tarafından desteklenen projelerden fon aldı.
Gönderim zamanı: 26 Eylül 2025