Polyethylentereftalát (PET), jakožto důležitý termoplastický polyester, má roční celosvětovou produkci přesahující 70 milionů tun a je široce používán v každodenním balení potravin, textilií a dalších oblastech. Nicméně, i přes tento masivní objem produkce je přibližně 80 % odpadního PET bez rozdílu vyhozeno nebo skládkováno, což způsobuje vážné znečištění životního prostředí a vede k plýtvání značným množstvím zdrojů uhlíku. Dosažení recyklace odpadního PET se stalo kritickou výzvou vyžadující průlom v oblasti globálního udržitelného rozvoje.
Mezi existujícími recyklačními technologiemi si technologie fotoreformingu získala značnou pozornost díky svým ekologickým a šetrným vlastnostem. Tato technika využívá čistou, neznečišťující sluneční energii jako hnací sílu a generuje aktivní redoxní sloučeniny in situ za okolní teploty a tlaku, což usnadňuje přeměnu a zhodnocování odpadních plastů. Produkty současných procesů fotoreformingu jsou však většinou omezeny na jednoduché sloučeniny obsahující kyslík, jako je kyselina mravenčí a kyselina glykolová.
Výzkumný tým z Centra pro fotochemickou konverzi a syntézu v jednom čínském institutu nedávno navrhl použití odpadního PET a amoniaku jako zdrojů uhlíku, respektive dusíku, k výrobě formamidu prostřednictvím fotokatalytické CN kopulační reakce. Za tímto účelem vědci navrhli fotokatalyzátor Pt1Au/TiO2. V tomto katalyzátoru jednoatomová místa Pt selektivně zachycují fotogenerované elektrony, zatímco nanočástice Au zachycují fotogenerované díry, čímž výrazně zvyšují účinnost separace a přenosu fotogenerovaných párů elektron-díra, a tím zvyšují fotokatalytickou aktivitu. Rychlost produkce formamidu dosáhla přibližně 7,1 mmol gcat⁻¹ h⁻¹. Experimenty, jako je in-situ infračervená spektroskopie a elektronová paramagnetická rezonance, odhalily radikálově zprostředkovanou reakční dráhu: fotogenerované díry současně oxidují ethylenglykol a amoniak, čímž vznikají aldehydové meziprodukty a aminoradikály (·NH₂), které podléhají CN kopulaci a nakonec tvoří formamid. Tato práce nejenže otevírá novou cestu pro vysoce hodnotnou přeměnu odpadních plastů a obohacuje spektrum produktů pro vylepšení PET, ale také poskytuje ekologičtější, ekonomičtější a slibnější syntetickou strategii pro výrobu důležitých sloučenin obsahujících dusík, jako jsou léčiva a pesticidy.
Související výsledky výzkumu byly publikovány v mezinárodním vydání časopisu Angewandte Chemie pod názvem „Fotokatalytická syntéza formamidu z plastového odpadu a amoniaku pomocí konstrukce CN vazby za mírných podmínek“. Výzkum byl financován z projektů podporovaných mimo jiné Národní nadací pro přírodní vědy Číny, Společným laboratorním fondem pro nové materiály mezi Čínskou akademií věd a Hongkongskou univerzitou.
Čas zveřejnění: 26. září 2025