El tereftalat de polietilè (PET), com a important polièster termoplàstic, té una producció mundial anual que supera els 70 milions de tones i s'utilitza àmpliament en envasos d'aliments, tèxtils i altres camps. Tanmateix, darrere d'aquest volum de producció massiu, aproximadament el 80% dels residus de PET es descarten o es destinen a abocadors indiscriminadament, cosa que provoca una greu contaminació ambiental i comporta el malbaratament d'importants recursos de carboni. Com aconseguir el reciclatge dels residus de PET s'ha convertit en un repte crític que requereix avenços per al desenvolupament sostenible global.
Entre les tecnologies de reciclatge existents, la tecnologia de fotoreformat ha rebut una atenció significativa per les seves característiques ecològiques i suaus. Aquesta tècnica utilitza energia solar neta i no contaminant com a força motriu, generant espècies redox actives in situ a temperatura i pressió ambient per facilitar la conversió i la millora del valor afegit dels plàstics residuals. Tanmateix, els productes dels processos de fotoreformat actuals es limiten principalment a compostos simples que contenen oxigen, com l'àcid fòrmic i l'àcid glicòlic.
Recentment, un equip de recerca del Centre de Conversió i Síntesi Fotoquímica d'un institut de la Xina va proposar utilitzar residus de PET i amoníac com a fonts de carboni i nitrogen, respectivament, per produir formamida mitjançant una reacció d'acoblament fotocatalític de CN. Amb aquesta finalitat, els investigadors van dissenyar un fotocatalitzador Pt1Au/TiO2. En aquest catalitzador, els llocs de Pt d'un sol àtom capturen selectivament els electrons fotogenerats, mentre que les nanopartícules d'Au capturen els forats fotogenerats, millorant significativament l'eficiència de separació i transferència dels parells electró-forat fotogenerats, augmentant així l'activitat fotocatalítica. La taxa de producció de formamida va arribar a aproximadament 7,1 mmol gcat⁻¹ h⁻¹. Experiments com l'espectroscòpia infraroja in situ i la ressonància paramagnètica electrònica van revelar una via de reacció mediada per radicals: els forats fotogenerats oxiden simultàniament l'etilenglicol i l'amoníac, generant intermediaris aldehids i radicals amino (·NH₂), que experimenten un acoblament de CN per formar finalment formamida. Aquest treball no només obre una nova via per a la conversió d'alt valor dels plàstics residuals, enriquint l'espectre de productes de millora del PET, sinó que també proporciona una estratègia sintètica més ecològica, econòmica i prometedora per a la producció d'importants compostos que contenen nitrogen, com ara productes farmacèutics i pesticides.
Els resultats de la recerca relacionada es van publicar a Angewandte Chemie International Edition amb el títol “Síntesi fotocatalítica de formamida a partir de residus plàstics i amoníac mitjançant la construcció d'enllaços CN en condicions suaus”. La recerca va rebre finançament de projectes recolzats per la Fundació Nacional de Ciències Naturals de la Xina, el Fons de Laboratori Conjunt per a Nous Materials entre l'Acadèmia Xinesa de Ciències i la Universitat de Hong Kong, entre altres fonts.
Data de publicació: 26 de setembre de 2025