Polyethylenterephthalat (PET), som er en vigtig termoplastisk polyester, har en årlig global produktion på over 70 millioner tons og anvendes i vid udstrækning i almindelig fødevareemballage, tekstiler og andre områder. Bag denne massive produktionsvolumen kasseres eller deponeres dog cirka 80 % af PET-affaldet vilkårligt, hvilket forårsager alvorlig miljøforurening og fører til spild af betydelige kulstofressourcer. Hvordan man opnår genbrug af PET-affald er blevet en kritisk udfordring, der kræver gennembrud for global bæredygtig udvikling.
Blandt eksisterende genbrugsteknologier har fotoreformeringsteknologi fået betydelig opmærksomhed på grund af dens grønne og milde egenskaber. Denne teknik anvender ren, ikke-forurenende solenergi som drivkraft og genererer aktive redoxforbindelser in situ under omgivelsestemperatur og -tryk for at lette omdannelsen og værdiskabelsen af plastaffald. Produkterne fra nuværende fotoreformeringsprocesser er dog for det meste begrænset til simple iltholdige forbindelser såsom myresyre og glykolsyre.
For nylig foreslog et forskerhold fra Center for Photochemical Conversion and Synthesis på et institut i Kina at bruge PET-affald og ammoniak som henholdsvis kulstof- og nitrogenkilder til at producere formamid via en fotokatalytisk CN-koblingsreaktion. Til dette formål designede forskerne en Pt1Au/TiO2-fotokatalysator. I denne katalysator indfanger enkeltatom-Pt-steder selektivt fotogenererede elektroner, mens Au-nanopartikler indfanger fotogenererede huller, hvilket forbedrer separations- og overførselseffektiviteten af fotogenererede elektron-hul-par betydeligt og derved øger den fotokatalytiske aktivitet. Formamidproduktionshastigheden nåede ca. 7,1 mmol gcat⁻¹ h⁻¹. Eksperimenter som in-situ infrarødspektroskopi og elektronparamagnetisk resonans afslørede en radikalmedieret reaktionsvej: Fotogenererede huller oxiderer samtidigt ethylenglycol og ammoniak, hvilket genererer aldehydmellemprodukter og aminoradikaler (·NH₂), som undergår CN-kobling for i sidste ende at danne formamid. Dette arbejde baner ikke blot vejen for en ny vej til værdifuld omdannelse af plastaffald, hvilket beriger spektret af PET-opgraderingsprodukter, men giver også en grønnere, mere økonomisk og lovende syntetisk strategi til produktion af vigtige nitrogenholdige forbindelser såsom lægemidler og pesticider.
De relaterede forskningsresultater blev offentliggjort i Angewandte Chemie International Edition under titlen “Photocatalytic Formamide Synthesis from Plastic Waste and Ammonia via CN Bond Construction Under Mild Conditions”. Forskningen modtog finansiering fra projekter støttet af National Natural Science Foundation of China, Joint Laboratory Fund for Novel Materials mellem det kinesiske videnskabsakademi og University of Hong Kong, blandt andre kilder.
Opslagstidspunkt: 26. september 2025