Полиэтилен терефталат (PET) нь чухал термопластик полиэфирийн хувьд дэлхийн жилийн үйлдвэрлэл 70 сая тонноос давж, өдөр тутмын хүнсний сав баглаа боодол, нэхмэл эдлэл болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Гэсэн хэдий ч энэхүү их хэмжээний үйлдвэрлэлийн цаана PET хаягдлын 80 орчим хувь нь ялгаваргүйгээр хаягдаж, булшилж, хүрээлэн буй орчныг ихээхэн бохирдуулж, нүүрстөрөгчийн их хэмжээний нөөцийг хаягдахад хүргэдэг. Хог хаягдлыг дахин боловсруулахад хэрхэн хүрэх вэ гэдэг нь дэлхийн тогтвортой хөгжилд ахиц дэвшил гаргахыг шаарддаг чухал сорилт болоод байна.
Одоо байгаа дахин боловсруулах технологиудын дунд фотореформын технологи нь ногоон, зөөлөн шинж чанараараа ихээхэн анхаарал татсан. Энэхүү техник нь цэвэр, бохирдолгүй нарны энергийг хөдөлгөгч хүч болгон ашиглаж, орчны температур, даралтын дор идэвхтэй исэлдэлтийн төрлийг бий болгож, хаягдал хуванцарыг хувиргах, нэмүү өртөг шингээхэд тусалдаг. Гэсэн хэдий ч одоогийн фотореформын үйл явцын бүтээгдэхүүн нь ихэвчлэн шоргоолжны хүчил, гликолийн хүчил зэрэг хүчилтөрөгч агуулсан энгийн нэгдлүүдээр хязгаарлагддаг.
Саяхан Хятадын нэгэн хүрээлэнгийн Фотохимийн хувиргалт ба синтезийн төвийн судалгааны баг хаягдал PET болон аммиакийг нүүрстөрөгч болон азотын эх үүсвэр болгон ашиглахыг фотокаталитик CN холболтын урвалаар формамидыг үйлдвэрлэхийг санал болгов. Үүний тулд судлаачид Pt1Au/TiO2 фотокатализатор зохион бүтээжээ. Энэхүү катализаторын нэг атомын Pt цэгүүд нь фото үүсгэсэн электронуудыг сонгон авдаг бол Au нано бөөмс нь фото үүсгэсэн нүхийг барьж, фото үүсгэсэн электрон нүхний хосыг салгах, дамжуулах үр ашгийг ихээхэн нэмэгдүүлж, улмаар фотокаталитик идэвхийг нэмэгдүүлдэг. Формамидын үйлдвэрлэлийн хэмжээ ойролцоогоор 7.1 ммоль gcat⁻¹ h⁻¹ хүрэв. Хэт улаан туяаны спектроскоп болон электрон парамагнит резонансын туршилтууд нь радикал зуучлагч урвалын замыг илрүүлсэн: фото үүсгэсэн нүхнүүд нь этилен гликол ба аммиакийг нэгэн зэрэг исэлдүүлж, альдегидийн завсрын бүтээгдэхүүн ба амин радикалуудыг (·NH₂) үүсгэдэг бөгөөд тэдгээр нь формамиматаар CN-тэй холбогддог. Энэхүү ажил нь хаягдал хуванцарыг өндөр үнэ цэнтэй хувиргах шинэ замыг анхлан эхлүүлж, PET сайжруулсан бүтээгдэхүүний спектрийг баяжуулаад зогсохгүй эм, пестицид зэрэг азот агуулсан чухал нэгдлүүдийг үйлдвэрлэх илүү ногоон, илүү хэмнэлттэй, ирээдүйтэй синтетик стратеги болж өгдөг.
Холбогдох судалгааны үр дүнг Angewandte Chemie олон улсын хэвлэлд "Хөнгөн нөхцөлд CN бондын бүтээцээр дамжуулан хуванцар хаягдал ба аммиакаас фотокаталитик формамидын синтез" гарчигтайгаар нийтлэв. Судалгааг Хятадын Үндэсний Байгалийн Шинжлэх Ухааны Сан, Хятадын Шинжлэх Ухааны Академи, Хонг Конгийн Их Сургууль хоорондын Шинэ материалын нэгдсэн лабораторийн сан болон бусад эх сурвалжаас дэмжсэн төслүүдээс санхүүжүүлсэн.
Шуудангийн цаг: 2025 оны 9-р сарын 26