फॉर्मामाइड: एक शोध संस्थान फॉर्मामाइड के उत्पादन के लिए अपशिष्ट पीईटी प्लास्टिक के फोटोरिफॉर्मिंग का प्रस्ताव रखता है

एक महत्वपूर्ण थर्मोप्लास्टिक पॉलिएस्टर के रूप में, पॉलीइथिलीन टेरेफ्थेलेट (PET) का वार्षिक वैश्विक उत्पादन 70 मिलियन टन से अधिक है और इसका व्यापक रूप से दैनिक खाद्य पैकेजिंग, वस्त्र और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। हालाँकि, इस विशाल उत्पादन मात्रा के पीछे, लगभग 80% अपशिष्ट PET को अंधाधुंध तरीके से फेंक दिया जाता है या लैंडफिल में डाल दिया जाता है, जिससे गंभीर पर्यावरण प्रदूषण होता है और भारी मात्रा में कार्बन संसाधनों की बर्बादी होती है। अपशिष्ट PET का पुनर्चक्रण कैसे किया जाए, यह एक गंभीर चुनौती बन गया है जिसके लिए वैश्विक सतत विकास हेतु आवश्यक प्रगति की आवश्यकता है।

मौजूदा पुनर्चक्रण तकनीकों में, फोटोरिफॉर्मिंग तकनीक ने अपनी हरित और सौम्य विशेषताओं के कारण काफ़ी ध्यान आकर्षित किया है। यह तकनीक स्वच्छ, प्रदूषण-रहित सौर ऊर्जा को प्रेरक शक्ति के रूप में उपयोग करती है, और परिवेशी तापमान और दबाव में सक्रिय रेडॉक्स प्रजातियों का निर्माण करके अपशिष्ट प्लास्टिक के रूपांतरण और मूल्य-वर्धित उन्नयन को सुगम बनाती है। हालाँकि, वर्तमान फोटोरिफॉर्मिंग प्रक्रियाओं के उत्पाद ज़्यादातर साधारण ऑक्सीजन युक्त यौगिकों जैसे फॉर्मिक एसिड और ग्लाइकोलिक एसिड तक ही सीमित हैं।

हाल ही में, चीन के एक संस्थान में प्रकाशरासायनिक रूपांतरण एवं संश्लेषण केंद्र के एक शोध दल ने प्रकाशउत्प्रेरक CN युग्मन अभिक्रिया द्वारा फ़ॉर्मामाइड के उत्पादन हेतु अपशिष्ट PET और अमोनिया को क्रमशः कार्बन और नाइट्रोजन स्रोतों के रूप में उपयोग करने का प्रस्ताव रखा। इस उद्देश्य से, शोधकर्ताओं ने एक Pt1Au/TiO2 प्रकाशउत्प्रेरक डिज़ाइन किया। इस उत्प्रेरक में, एकल-परमाणु Pt स्थल चुनिंदा रूप से प्रकाशजनित इलेक्ट्रॉनों को ग्रहण करते हैं, जबकि Au नैनोकण प्रकाशजनित छिद्रों को ग्रहण करते हैं, जिससे प्रकाशजनित इलेक्ट्रॉन-छिद्र युग्मों के पृथक्करण और स्थानांतरण दक्षता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है, जिससे प्रकाशउत्प्रेरक क्रियाशीलता में वृद्धि होती है। फ़ॉर्मामाइड उत्पादन दर लगभग 7.1 mmol gcat⁻¹ h⁻¹ तक पहुँच गई। इन-सीटू इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी और इलेक्ट्रॉन पैरामैग्नेटिक रेजोनेंस जैसे प्रयोगों ने एक मूलक-मध्यस्थ अभिक्रिया मार्ग का खुलासा किया: प्रकाशजनित छिद्र एक साथ एथिलीन ग्लाइकॉल और अमोनिया का ऑक्सीकरण करते हैं, जिससे एल्डिहाइड मध्यवर्ती और अमीनो मूलक (·NH₂) उत्पन्न होते हैं, जो CN युग्मन से गुजरते हुए अंततः फ़ॉर्मामाइड बनाते हैं। यह कार्य न केवल अपशिष्ट प्लास्टिक के उच्च-मूल्य रूपांतरण के लिए एक नया मार्ग प्रशस्त करता है, तथा पीईटी अपग्रेड उत्पादों के स्पेक्ट्रम को समृद्ध करता है, बल्कि फार्मास्यूटिकल्स और कीटनाशकों जैसे महत्वपूर्ण नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के उत्पादन के लिए एक अधिक हरित, अधिक किफायती और आशाजनक सिंथेटिक रणनीति भी प्रदान करता है।

संबंधित शोध निष्कर्ष एंजेवंड्टे केमी इंटरनेशनल एडिशन में "हल्के परिस्थितियों में सीएन बॉन्ड निर्माण के माध्यम से प्लास्टिक अपशिष्ट और अमोनिया से फोटोकैटेलिटिक फॉर्मामाइड संश्लेषण" शीर्षक से 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 धन प्राप्त हुआ।