El tereftalato de polietileno (PET), un importante poliéster termoplástico, tiene una producción mundial anual que supera los 70 millones de toneladas y se utiliza ampliamente en envases de alimentos, textiles y otros sectores. Sin embargo, tras este enorme volumen de producción, aproximadamente el 80 % de los residuos de PET se desechan o depositan en vertederos de forma indiscriminada, lo que provoca una grave contaminación ambiental y un importante desperdicio de recursos de carbono. Lograr el reciclaje de los residuos de PET se ha convertido en un reto crucial que exige avances significativos para el desarrollo sostenible global.
Entre las tecnologías de reciclaje existentes, la fotorreforma ha captado una atención significativa debido a sus características ecológicas y suaves. Esta técnica utiliza energía solar limpia y no contaminante como fuerza motriz, generando especies redox activas in situ a temperatura y presión ambiente para facilitar la conversión y la valorización de los residuos plásticos. Sin embargo, los productos de los procesos de fotorreforma actuales se limitan principalmente a compuestos simples que contienen oxígeno, como el ácido fórmico y el ácido glicólico.
Recientemente, un equipo de investigación del Centro de Conversión y Síntesis Fotoquímica de un instituto en China propuso utilizar residuos de PET y amoníaco como fuentes de carbono y nitrógeno, respectivamente, para producir formamida mediante una reacción de acoplamiento CN fotocatalítico. Para ello, los investigadores diseñaron un fotocatalizador Pt1Au/TiO2. En este catalizador, los sitios de Pt de un solo átomo capturan selectivamente los electrones fotogenerados, mientras que las nanopartículas de Au capturan los huecos fotogenerados, mejorando significativamente la eficiencia de separación y transferencia de pares electrón-hueco fotogenerados, lo que aumenta la actividad fotocatalítica. La tasa de producción de formamida alcanzó aproximadamente 7,1 mmol gcat⁻¹ h⁻¹. Experimentos como la espectroscopia infrarroja in situ y la resonancia paramagnética electrónica revelaron una ruta de reacción mediada por radicales: los huecos fotogenerados oxidan simultáneamente el etilenglicol y el amoníaco, generando intermedios aldehído y radicales amino (·NH₂), que experimentan un acoplamiento CN para finalmente formar formamida. Este trabajo no solo abre un nuevo camino para la conversión de alto valor de los residuos plásticos, enriqueciendo el espectro de productos de mejora del PET, sino que también proporciona una estrategia sintética más ecológica, económica y prometedora para la producción de importantes compuestos que contienen nitrógeno, como productos farmacéuticos y pesticidas.
Los resultados de la investigación se publicaron en Angewandte Chemie International Edition con el título «Síntesis fotocatalítica de formamida a partir de residuos plásticos y amoníaco mediante la formación de enlaces CN en condiciones suaves». La investigación recibió financiación de proyectos apoyados por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, el Fondo Conjunto de Laboratorios para Nuevos Materiales entre la Academia China de Ciencias y la Universidad de Hong Kong, entre otras fuentes.
Fecha de publicación: 26 de septiembre de 2025