Tereftalatul de polietilenă (PET), un poliester termoplastic important, are o producție globală anuală de peste 70 de milioane de tone și este utilizat pe scară largă în ambalajele alimentare de zi cu zi, în textile și în alte domenii. Cu toate acestea, în spatele acestui volum masiv de producție, aproximativ 80% din deșeurile de PET sunt aruncate fără discriminare sau depozitate în gropile de gunoi, provocând o poluare severă a mediului și ducând la risipa unor resurse substanțiale de carbon. Reciclarea deșeurilor de PET a devenit o provocare critică, care necesită progrese pentru o dezvoltare durabilă la nivel global.
Printre tehnologiile de reciclare existente, tehnologia de fotoreformare a atras o atenție semnificativă datorită caracteristicilor sale ecologice și blânde. Această tehnică utilizează energia solară curată, nepoluantă, ca forță motrice, generând specii redox active in situ la temperatura și presiunea ambiantă pentru a facilita conversia și valorificarea cu valoare adăugată a deșeurilor de plastic. Cu toate acestea, produsele proceselor actuale de fotoreformare se limitează în mare parte la compuși simpli care conțin oxigen, cum ar fi acidul formic și acidul glicolic.
Recent, o echipă de cercetare de la Centrul pentru Conversie și Sinteză Fotochimică al unui institut din China a propus utilizarea PET-ului rezidual și a amoniacului ca surse de carbon, respectiv azot, pentru a produce formamidă printr-o reacție de cuplare CN fotocatalitică. În acest scop, cercetătorii au conceput un fotocatalizator Pt1Au/TiO2. În acest catalizator, situsurile Pt cu un singur atom captează selectiv electronii fotogenerați, în timp ce nanoparticulele de Au captează golurile fotogenerate, sporind semnificativ eficiența de separare și transfer a perechilor electron-gol fotogenerate, stimulând astfel activitatea fotocatalitică. Rata de producție a formamidei a atins aproximativ 7,1 mmol gcat⁻¹ h⁻¹. Experimente precum spectroscopia în infraroșu in situ și rezonanța paramagnetică electronică au relevat o cale de reacție mediată de radicali: golurile fotogenerate oxidează simultan etilen glicolul și amoniacul, generând intermediari aldehidici și radicali amino (·NH₂), care suferă cuplare CN pentru a forma în cele din urmă formamidă. Această lucrare nu numai că deschide o nouă cale pentru conversia cu valoare ridicată a plasticului uzat, îmbogățind spectrul produselor de îmbunătățire a PET-ului, dar oferă și o strategie sintetică mai ecologică, mai economică și mai promițătoare pentru producerea de compuși importanți care conțin azot, cum ar fi produsele farmaceutice și pesticidele.
Rezultatele cercetării au fost publicate în Angewandte Chemie International Edition sub titlul „Sinteza fotocatalitică a formamidei din deșeuri de plastic și amoniac prin construcția de legături CN în condiții blânde”. Cercetarea a fost finanțată prin proiecte susținute de Fundația Națională de Științe Naturale din China, Fondul Comun de Laborator pentru Materiale Noi dintre Academia Chineză de Științe și Universitatea din Hong Kong, printre alte surse.
Data publicării: 26 septembrie 2025