Паліэтылентэрэфталат (ПЭТ) — важны тэрмапластычны поліэстэр, штогадовая сусветная вытворчасць якога перавышае 70 мільёнаў тон, шырока выкарыстоўваецца ў паўсядзённай упакоўцы харчовых прадуктаў, тэкстыльнай прамысловасці і іншых галінах. Аднак, нягледзячы на гэты велізарны аб'ём вытворчасці, прыблізна 80% адходаў ПЭТ без разбору выкідваецца або адпраўляецца на палігоны, што выклікае сур'ёзнае забруджванне навакольнага асяроддзя і прыводзіць да марнавання значных вугляродных рэсурсаў. Перапрацоўка адходаў ПЭТ стала надзвычай важнай задачай, якая патрабуе прарываў у галіне глабальнага ўстойлівага развіцця.
Сярод існуючых тэхналогій перапрацоўкі тэхналогія фотарэфармавання прыцягнула значную ўвагу дзякуючы сваім экалагічным і мяккім характарыстыкам. Гэтая тэхніка выкарыстоўвае чыстую, экалагічна чыстую сонечную энергію ў якасці рухаючай сілы, генеруючы актыўныя акісляльна-аднаўленчыя часціцы in situ пры навакольнай тэмпературы і ціску, што палягчае пераўтварэнне і паляпшэнне якасці адходаў пластмас. Аднак прадукты сучасных працэсаў фотарэфармавання ў асноўным абмежаваныя простымі кіслародзмяшчальнымі злучэннямі, такімі як мурашыная кіслата і гліколевая кіслата.
Нядаўна даследчая група з Цэнтра фотахімічнага пераўтварэння і сінтэзу ў адным з кітайскіх інстытутаў прапанавала выкарыстоўваць адпрацаваны ПЭТ і аміяк у якасці крыніц вугляроду і азоту адпаведна для атрымання фармаміду праз фотакаталітычную рэакцыю спалучэння CN. Для гэтага даследчыкі распрацавалі фотакаталізатар Pt1Au/TiO2. У гэтым каталізатары аднаатамныя цэнтры Pt селектыўна захопліваюць фотагенераваныя электроны, а наначасціцы Au захопліваюць фотагенераваныя дзіркі, значна павышаючы эфектыўнасць падзелу і пераносу фотагенераваных электронна-дзірачных пар, тым самым павялічваючы фотакаталітычную актыўнасць. Хуткасць вытворчасці фармаміду дасягнула прыблізна 7,1 ммоль гкат⁻¹ г⁻¹. Такія эксперыменты, як інфрачырвоная спектраскапія in situ і электронны парамагнітны рэзананс, выявілі шлях рэакцыі, апасродкаваны радыкаламі: фотагенераваныя дзіркі адначасова акісляюць этыленгліколь і аміяк, генеруючы альдэгідныя прамежкавыя прадукты і амінарадыкалы (·NH₂), якія падвяргаюцца спалучэнню CN і ў канчатковым выніку ўтвараюць фармамід. Гэтая праца не толькі адкрывае новы шлях для пераўтварэння высокакаштоўных адходаў пластмас, узбагачаючы спектр прадуктаў для паляпшэння ПЭТ, але і прапануе больш экалагічную, больш эканамічную і перспектыўную сінтэтычную стратэгію для вытворчасці важных азотазмяшчальных злучэнняў, такіх як фармацэўтычныя прэпараты і пестыцыды.
Вынікі адпаведнага даследавання былі апублікаваныя ў міжнародным выданні часопіса Angewandte Chemie пад назвай «Фотакаталітычны сінтэз фармаміду з пластыкавых адходаў і аміяку праз канструяванне CN-сувязяў у мяккіх умовах». Даследаванне было прафінансавана праектамі, якія падтрымліваюцца Нацыянальным фондам прыродазнаўчых навук Кітая, Сумесным лабараторным фондам новых матэрыялаў паміж Кітайскай акадэміяй навук і Ганконгскім універсітэтам, а таксама іншымі крыніцамі.
Час публікацыі: 26 верасня 2025 г.