Polyethylene terephthalate (PET), một loại polyester nhiệt dẻo quan trọng, có sản lượng toàn cầu hàng năm vượt quá 70 triệu tấn và được sử dụng rộng rãi trong bao bì thực phẩm, dệt may và nhiều lĩnh vực khác. Tuy nhiên, đằng sau khối lượng sản xuất khổng lồ này, khoảng 80% PET thải bị vứt bỏ hoặc chôn lấp bừa bãi, gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng và lãng phí nguồn tài nguyên carbon đáng kể. Làm thế nào để tái chế PET thải đã trở thành một thách thức cấp thiết, đòi hỏi những đột phá cho sự phát triển bền vững toàn cầu.
Trong số các công nghệ tái chế hiện có, công nghệ quang phân hủy đã thu hút được sự chú ý đáng kể nhờ đặc tính thân thiện với môi trường và nhẹ nhàng. Kỹ thuật này sử dụng năng lượng mặt trời sạch, không gây ô nhiễm làm động lực, tạo ra các chất oxy hóa khử hoạt tính tại chỗ ở nhiệt độ và áp suất môi trường xung quanh để thúc đẩy quá trình chuyển đổi và nâng cấp giá trị gia tăng của chất thải nhựa. Tuy nhiên, các sản phẩm của các quá trình quang phân hủy hiện nay chủ yếu giới hạn ở các hợp chất chứa oxy đơn giản như axit formic và axit glycolic.
Gần đây, một nhóm nghiên cứu từ Trung tâm Chuyển đổi và Tổng hợp Quang hóa tại một viện nghiên cứu ở Trung Quốc đã đề xuất sử dụng PET phế thải và amoniac làm nguồn carbon và nitơ tương ứng để sản xuất formamide thông qua phản ứng ghép nối CN quang xúc tác. Để đạt được mục tiêu này, các nhà nghiên cứu đã thiết kế chất xúc tác quang Pt1Au/TiO2. Trong chất xúc tác này, các vị trí nguyên tử Pt đơn lẻ chọn lọc thu giữ các electron được tạo ra bởi ánh sáng, trong khi các hạt nano Au thu giữ các lỗ trống được tạo ra bởi ánh sáng, giúp tăng cường đáng kể hiệu quả tách và truyền các cặp electron-lỗ trống được tạo ra bởi ánh sáng, từ đó thúc đẩy hoạt tính quang xúc tác. Tốc độ sản xuất formamide đạt khoảng 7,1 mmol gcat⁻¹ h⁻¹. Các thí nghiệm như quang phổ hồng ngoại tại chỗ và cộng hưởng thuận từ electron đã tiết lộ một con đường phản ứng trung gian gốc tự do: các lỗ trống được tạo ra bởi ánh sáng đồng thời oxy hóa ethylene glycol và amoniac, tạo ra các chất trung gian aldehyde và các gốc amin (·NH₂), trải qua quá trình ghép nối CN để cuối cùng tạo thành formamide. Công trình này không chỉ tiên phong mở ra một hướng đi mới cho việc chuyển đổi chất thải nhựa có giá trị cao, làm phong phú thêm danh mục sản phẩm nâng cấp PET, mà còn cung cấp một chiến lược tổng hợp thân thiện với môi trường hơn, tiết kiệm hơn và đầy triển vọng cho việc sản xuất các hợp chất chứa nitơ quan trọng như dược phẩm và thuốc trừ sâu.
Các kết quả nghiên cứu liên quan đã được công bố trên tạp chí Angewandte Chemie International Edition với tiêu đề “Tổng hợp Formamide quang xúc tác từ chất thải nhựa và amoniac thông qua việc hình thành liên kết CN trong điều kiện nhẹ nhàng”. Nghiên cứu này nhận được tài trợ từ các dự án của Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia Trung Quốc, Quỹ Phòng thí nghiệm chung về Vật liệu Mới giữa Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và Đại học Hồng Kông, cùng các nguồn khác.
Thời gian đăng bài: 26/09/2025