持続可能なリサイクルに向けた酸化グラフェン膜：有機溶媒ナノろ過によるポリスチレンの分画

科学分野:

• 材料科学
• 化学工学
• 高分子科学

背景:

• ポリマー混合物の効率的な分離は、持続可能なプラスチックリサイクルにとって重要です。
• 現在の方法では、特に非極性溶媒中のポリマーの精製に課題があります。

研究 の 目的:

• 低分子量および高分子量のポリスチレン（PS）を分離するための堅牢な酸化グラフェン膜プラットフォームを開発すること。
• モノマーとオリゴマーを除去するために、炭化水素溶媒中のポリスチレンの効率的なナノろ過を可能にすること。

主な方法:

• 酸化グラフェン（GO）膜プラットフォームの作製。
• ポリマー状芳香族化合物（PAC）によるピラー化と制御還元によるGO膜特性の調整。
• 炭化水素溶媒中のポリスチレン分離における膜性能を600時間の連続運転で試験すること。

主要な成果:

• ピラー化されたGO膜は、ポリスチレンの効率的なナノろ過を達成し、モノマーと低分子量オリゴマーを除去しました。
• 安定した高フラックス（8 ± 1 L m⁻² h⁻¹）と高分子量のポリマーの完全な除去率が600時間以上にわたって維持されました。
• 分画後、後続のメカノ触媒解重合におけるスチレンモノマー収率が（2倍に）大幅に増加しました。

結論:

• 酸化グラフェン膜は、有機溶媒ナノろ過によるポリマー分画のためのスケーラブルで効率的なソリューションを提供します。
• このアプローチは、ポリマー原料を精製することにより、メカノケミカルポリマーリサイクルの効率を向上させます。
• 開発された膜技術は、高度なプラスチックリサイクル戦略と循環型経済に貢献します。