پلی اتیلن ترفتالات (PET)، به عنوان یک پلی استر ترموپلاستیک مهم، تولید جهانی سالانه‌ای بالغ بر 70 میلیون تن دارد و به طور گسترده در بسته‌بندی مواد غذایی روزمره، منسوجات و سایر زمینه‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، در پشت این حجم عظیم تولید، تقریباً 80٪ از ضایعات PET به طور بی‌هدف دور ریخته یا دفن می‌شوند که باعث آلودگی شدید زیست‌محیطی و هدر رفتن منابع کربن قابل توجهی می‌شود. چگونگی دستیابی به بازیافت ضایعات PET به یک چالش حیاتی تبدیل شده است که نیازمند پیشرفت‌هایی برای توسعه پایدار جهانی است.
در میان فناوری‌های بازیافت موجود، فناوری فتوریفرمینگ به دلیل ویژگی‌های سبز و ملایم خود توجه زیادی را به خود جلب کرده است. این تکنیک از انرژی خورشیدی پاک و غیرآلاینده به عنوان نیروی محرکه استفاده می‌کند و گونه‌های فعال اکسایش-کاهش را در محل تحت دما و فشار محیط تولید می‌کند تا تبدیل و ارتقاء ارزش افزوده پلاستیک‌های ضایعاتی را تسهیل کند. با این حال، محصولات فرآیندهای فتوریفرمینگ فعلی عمدتاً به ترکیبات ساده حاوی اکسیژن مانند اسید فرمیک و اسید گلیکولیک محدود می‌شوند.
اخیراً، یک تیم تحقیقاتی از مرکز تبدیل و سنتز فتوشیمیایی در یک موسسه در چین، استفاده از ضایعات PET و آمونیاک را به ترتیب به عنوان منابع کربن و نیتروژن برای تولید فرمامید از طریق واکنش جفت شدن فوتوکاتالیستی CN پیشنهاد داد. برای این منظور، محققان یک فوتوکاتالیست Pt1Au/TiO2 طراحی کردند. در این کاتالیزور، جایگاه‌های تک اتمی Pt به طور انتخابی الکترون‌های تولید شده توسط نور را جذب می‌کنند، در حالی که نانوذرات Au حفره‌های تولید شده توسط نور را جذب می‌کنند و به طور قابل توجهی جداسازی و راندمان انتقال جفت‌های الکترون-حفره تولید شده توسط نور را افزایش می‌دهند و در نتیجه فعالیت فوتوکاتالیستی را افزایش می‌دهند. نرخ تولید فرمامید تقریباً به 7.1 میلی‌مول gcat⁻¹ h⁻¹ رسید. آزمایش‌هایی مانند طیف‌سنجی مادون قرمز درجا و رزونانس پارامغناطیس الکترون، یک مسیر واکنش با واسطه رادیکال را نشان دادند: حفره‌های تولید شده توسط نور به طور همزمان اتیلن گلیکول و آمونیاک را اکسید می‌کنند و واسطه‌های آلدهید و رادیکال‌های آمینه (·NH₂) را تولید می‌کنند که تحت جفت شدن CN قرار می‌گیرند تا در نهایت فرمامید تشکیل شود. این کار نه تنها پیشگام مسیری جدید برای تبدیل با ارزش بالای پلاستیک‌های ضایعاتی و غنی‌سازی طیف محصولات ارتقاء یافته PET است، بلکه یک استراتژی مصنوعی سبزتر، اقتصادی‌تر و امیدوارکننده‌تر برای تولید ترکیبات مهم حاوی نیتروژن مانند داروها و آفت‌کش‌ها نیز ارائه می‌دهد.
یافته‌های تحقیقاتی مرتبط در مجله Angewandte Chemie International Edition با عنوان «سنتز فتوکاتالیستی فرمامید از ضایعات پلاستیکی و آمونیاک از طریق ساخت پیوند CN تحت شرایط ملایم» منتشر شد. این تحقیق از پروژه‌هایی که توسط بنیاد ملی علوم طبیعی چین، صندوق مشترک آزمایشگاهی برای مواد جدید بین آکادمی علوم چین و دانشگاه هنگ کنگ و سایر منابع پشتیبانی می‌شوند، بودجه دریافت کرده است.
زمان ارسال: ۲۶ سپتامبر ۲۰۲۵