Önemli bir termoplastik polyester olan polietilen tereftalat (PET), yıllık küresel üretimi 70 milyon tonu aşan ve günlük gıda ambalajlarında, tekstilde ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılan bir malzemedir. Ancak bu devasa üretim hacminin ardında, atık PET'in yaklaşık %80'i gelişigüzel bir şekilde atılmakta veya çöplüklere gömülmekte, 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, fotoreformasyon teknolojisi, çevre dostu ve hafif özellikleri nedeniyle önemli bir ilgi görmüştür. Bu teknik, temiz, kirletici olmayan güneş enerjisini itici güç olarak kullanır ve atık plastiklerin dönüştürülmesini ve katma değerli iyileştirilmesini kolaylaştırmak için ortam sıcaklığı ve basıncı altında yerinde aktif redoks türleri üretir. Bununla birlikte, mevcut fotoreformasyon süreçlerinin ürünleri çoğunlukla formik asit ve glikolik asit gibi basit oksijen içeren bileşiklerle sınırlıdır.
Yakın zamanda, Çin'deki bir enstitünün Fotokimyasal Dönüşüm ve Sentez Merkezi'nden bir araştırma ekibi, fotokatalitik CN birleşme reaksiyonu yoluyla formamid üretmek için sırasıyla karbon ve azot kaynakları olarak atık PET ve amonyağı kullanmayı önerdi. Bu amaçla, araştırmacılar bir Pt1Au/TiO2 fotokatalizörü tasarladılar. Bu katalizörde, tek atomlu Pt bölgeleri fotoyaratılan elektronları seçici olarak yakalarken, Au nanopartikülleri fotoyaratılan delikleri yakalayarak fotoyaratılan elektron-delik çiftlerinin ayrılma ve transfer verimliliğini önemli ölçüde artırır ve böylece fotokatalitik aktiviteyi yükseltir. Formamid üretim hızı yaklaşık 7,1 mmol gcat⁻¹ h⁻¹'e ulaştı. Yerinde kızılötesi spektroskopisi ve elektron paramanyetik rezonans gibi deneyler, radikal aracılı bir reaksiyon yolunu ortaya koydu: fotoyaratılan delikler, etilen glikol ve amonyağı eş zamanlı olarak oksitleyerek aldehit ara ürünleri ve amino radikalleri (·NH₂) oluşturur; bunlar da CN birleşmesine uğrayarak nihayetinde formamid oluşturur. Bu çalışma, atık plastiklerin yüksek değerli dönüştürülmesi için yeni bir yol açmakla kalmayıp, PET iyileştirme ürünlerinin yelpazesini zenginleştirmekle birlikte, ilaçlar ve böcek ilaçları gibi önemli azot içeren bileşiklerin üretimi için daha çevreci, daha ekonomik ve umut vadeden bir sentetik strateji de sunmaktadır.
İlgili araştırma bulguları, "Hafif Koşullar Altında CN Bağı Oluşturma Yoluyla Plastik Atık ve Amonyaktan Fotokatalitik Formamid Sentezi" başlığı altında Angewandte Chemie International Edition'da yayınlandı. Araştırma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı, Çin Bilimler Akademisi ve Hong Kong Üniversitesi arasındaki Yeni Malzemeler Ortak Laboratuvar Fonu ve diğer kaynaklar tarafından desteklenen projelerden fon aldı.
Yayın tarihi: 26 Eylül 2025