Полиэтилен терефталат (PET) нь чухал термопластик полиэстр материал болохын хувьд дэлхийн хэмжээнд жилд 70 сая тонноос давсан үйлдвэрлэлтэй бөгөөд өдөр тутмын хүнсний сав баглаа боодол, нэхмэл эдлэл болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг. Гэсэн хэдий ч энэхүү асар их үйлдвэрлэлийн цаана хаягдал PET-ийн ойролцоогоор 80% нь ялгаварлан гадуурхалтгүйгээр хаягдаж эсвэл булшилж, хүрээлэн буй орчныг ноцтой бохирдуулж, нүүрстөрөгчийн их хэмжээний нөөцийг хаягдалд хүргэдэг. PET хаягдлыг хэрхэн дахин боловсруулах нь дэлхийн тогтвортой хөгжлийн нээлтүүдийг шаарддаг чухал сорилт болж байна.
Одоо байгаа дахин боловсруулах технологийн дунд фотореформ хийх технологи нь ногоон, зөөлөн шинж чанараараа ихээхэн анхаарал татаж байна. Энэхүү техник нь цэвэр, бохирдолгүй нарны энергийг хөдөлгөгч хүч болгон ашиглаж, хаягдал хуванцарыг хувиргах, нэмүү өртөг шингээх ажлыг хөнгөвчлөхийн тулд орчны температур, даралтын дор идэвхтэй исэлдэн ангижрах бодисуудыг үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч одоогийн фотореформ хийх процессын бүтээгдэхүүнүүд нь ихэвчлэн шоргоолжны хүчил, гликолын хүчил зэрэг энгийн хүчилтөрөгч агуулсан нэгдлүүдээр хязгаарлагддаг.
Саяхан Хятадын нэгэн хүрээлэнгийн Фотохимийн хувиргалт ба синтезийн төвийн судалгааны баг хаягдал PET болон аммиакийг нүүрстөрөгч болон азотын эх үүсвэр болгон тус тус ашиглахыг санал болгов. Үүний тулд судлаачид Pt1Au/TiO2 фотокатализатор зохион бүтээжээ. Энэхүү катализаторт дан атомын Pt хэсгүүд нь фото үүсгэсэн электронуудыг сонгон барьж авдаг бол Au нано хэсгүүд нь фото үүсгэсэн нүхийг барьж, фото үүсгэсэн электрон нүхний хосуудын салгах, дамжуулах үр ашгийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлж, улмаар фотокаталитик идэвхийг нэмэгдүүлдэг. Формамидын үйлдвэрлэлийн хурд ойролцоогоор 7.1 ммоль гкат⁻¹ цаг⁻¹ хүрсэн. In situ хэт улаан туяаны спектроскопи болон электрон парамагнетик резонанс зэрэг туршилтууд нь радикал зуучлалтай урвалын замыг илрүүлсэн: фото үүсгэсэн нүхнүүд нь нэгэн зэрэг этилен гликол ба аммиакийг исэлдүүлж, альдегид завсрын болон амин радикалууд (·NH₂) үүсгэдэг бөгөөд эдгээр нь CN холболтод орж эцэст нь формамид үүсгэдэг. Энэхүү ажил нь хаягдал хуванцарыг өндөр үнэ цэнэтэй болгон хувиргах шинэ замыг нээж, PET сайжруулсан бүтээгдэхүүний хүрээг баяжуулаад зогсохгүй эм, пестицид зэрэг азот агуулсан чухал нэгдлүүдийг үйлдвэрлэх илүү байгаль орчинд ээлтэй, илүү хэмнэлттэй, ирээдүйтэй синтетик стратегийг бий болгож байна.
Холбогдох судалгааны үр дүнг Angewandte Chemie International Edition сэтгүүлд “Хөнгөн нөхцөлд CN бондын барилгын аргаар хуванцар хаягдал ба аммиакаас фотокаталитик формамидын нийлэгжилт” гарчигтайгаар нийтэлсэн. Судалгааг Хятадын Байгалийн Шинжлэх Ухааны Үндэсний Сан, Хятадын Шинжлэх Ухааны Академи болон Хонконгийн Их Сургуулийн хооронд байгуулсан Шинэ Материалын Хамтарсан Лабораторийн Сан болон бусад эх сурвалжаас санхүүжүүлсэн.
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 9-р сарын 26