फॉर्मैमाइड: एक शोध संस्थान ने अपशिष्ट पीईटी प्लास्टिक के फोटोरीफॉर्मिंग द्वारा फॉर्मैमाइड उत्पादन का प्रस्ताव रखा है।

पॉलीइथिलीन टेरेफ्थालेट (पीईटी), एक महत्वपूर्ण थर्मोप्लास्टिक पॉलिएस्टर के रूप में, 7 करोड़ टन से अधिक का वार्षिक वैश्विक उत्पादन करता है और इसका व्यापक रूप से खाद्य पैकेजिंग, वस्त्रों और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। हालांकि, इस विशाल उत्पादन के बावजूद, लगभग 80% पीईटी अपशिष्ट को अंधाधुंध फेंक दिया जाता है या लैंडफिल में डाल दिया जाता है, जिससे गंभीर पर्यावरणीय प्रदूषण होता है और कार्बन संसाधनों की भारी बर्बादी होती है। पीईटी अपशिष्ट के पुनर्चक्रण को कैसे सुनिश्चित किया जाए, यह वैश्विक सतत विकास के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती बन गई है जिसके लिए अभूतपूर्व प्रगति की आवश्यकता है।

मौजूदा पुनर्चक्रण प्रौद्योगिकियों में, फोटोरीफॉर्मिंग तकनीक ने अपने पर्यावरण-अनुकूल और सौम्य गुणों के कारण काफी ध्यान आकर्षित किया है। यह तकनीक स्वच्छ, प्रदूषण रहित सौर ऊर्जा को प्रेरक शक्ति के रूप में उपयोग करती है, जिससे परिवेशी तापमान और दबाव पर सक्रिय रेडॉक्स प्रजातियाँ उत्पन्न होती हैं, जो अपशिष्ट प्लास्टिक के रूपांतरण और मूल्यवर्धित उन्नयन को सुगम बनाती हैं। हालांकि, वर्तमान फोटोरीफॉर्मिंग प्रक्रियाओं के उत्पाद अधिकतर फॉर्मिक एसिड और ग्लाइकोलिक एसिड जैसे सरल ऑक्सीजन युक्त यौगिकों तक ही सीमित हैं।

हाल ही में, चीन के एक संस्थान में फोटोकेमिकल रूपांतरण और संश्लेषण केंद्र की एक शोध टीम ने अपशिष्ट पीईटी और अमोनिया को क्रमशः कार्बन और नाइट्रोजन स्रोत के रूप में उपयोग करके फोटोकैटलिटिक सीएन युग्मन अभिक्रिया के माध्यम से फॉर्मैमाइड के उत्पादन का प्रस्ताव रखा। इस उद्देश्य के लिए, शोधकर्ताओं ने एक Pt1Au/TiO2 फोटोकैटलिस्ट तैयार किया। इस उत्प्रेरक में, एकल-परमाणु Pt स्थल चुनिंदा रूप से फोटोजनित इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करते हैं, जबकि Au नैनोकण फोटोजनित छिद्रों को ग्रहण करते हैं, जिससे फोटोजनित इलेक्ट्रॉन-छिद्र युग्मों की पृथक्करण और स्थानांतरण दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है, और इस प्रकार फोटोकैटलिटिक गतिविधि में वृद्धि होती है। फॉर्मैमाइड उत्पादन दर लगभग 7.1 mmol gcat⁻¹ h⁻¹ तक पहुँच गई। इन-सीटू अवरक्त स्पेक्ट्रोस्कोपी और इलेक्ट्रॉन पैरामैग्नेटिक अनुनाद जैसे प्रयोगों ने एक मूलक-मध्यस्थता वाली अभिक्रिया मार्ग का खुलासा किया: फोटोजनित छिद्र एक साथ एथिलीन ग्लाइकॉल और अमोनिया को ऑक्सीकृत करते हैं, जिससे एल्डिहाइड मध्यवर्ती और अमीनो मूलक (·NH₂) उत्पन्न होते हैं, जो अंततः फॉर्मैमाइड बनाने के लिए सीएन युग्मन से गुजरते हैं। यह कार्य न केवल अपशिष्ट प्लास्टिक के उच्च-मूल्य रूपांतरण के लिए एक नया मार्ग प्रशस्त करता है, जिससे पीईटी अपग्रेड उत्पादों की श्रृंखला समृद्ध होती है, बल्कि फार्मास्यूटिकल्स और कीटनाशकों जैसे महत्वपूर्ण नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के उत्पादन के लिए एक अधिक पर्यावरण-अनुकूल, अधिक किफायती और आशाजनक सिंथेटिक रणनीति भी प्रदान करता है।

संबंधित शोध निष्कर्ष "हल्के परिस्थितियों में सीएन बॉन्ड निर्माण के माध्यम से प्लास्टिक अपशिष्ट और अमोनिया से फोटोकैटलिटिक फॉर्मैमाइड संश्लेषण" शीर्षक के तहत एंगवांड्टे केमी इंटरनेशनल एडिशन में प्रकाशित हुए थे। इस शोध को चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन, चीनी विज्ञान अकादमी और हांगकांग विश्वविद्यालय के बीच नवीन सामग्रियों के लिए संयुक्त प्रयोगशाला कोष और अन्य स्रोतों द्वारा समर्थित परियोजनाओं से वित्त पोषण प्राप्त हुआ।