Concevoir des super

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 14163 (2023) Citer cet article

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Les tampons et films absorbants ont été couramment utilisés à des fins d’assainissement de l’environnement, mais concevoir leur structure interne pour optimiser l’accès à l’ensemble du volume tout en garantissant la rentabilité, la facilité de fabrication, une résistance suffisante et la réutilisabilité reste un défi. Nous rapportons ici un film absorbant trimodal à partir de polypropylène (PP) recyclé avec des micropores, des macrovides et des cavités 3D semblables à une éponge, développé par dissolution sélective, séparation de phases induite thermiquement et recuit. Le sorbant possède des centaines de cavités par cm2 capables de gonfler jusqu'à vingt-cinq fois son épaisseur, permettant une cinétique de saturation ultra-rapide (en 30 s) et une sorption maximale de l'huile (97 g/g). Le mécanisme de sorption suit un modèle cinétique de pseudo-second ordre. De plus, le sorbant est facilement compressible et sa structure est conservée pendant la sorption, la désorption et la résorption de l'huile, ce qui entraîne une efficacité de réutilisation de 96,5 %. Le processus de récupération du pétrole consiste à presser manuellement le film, ce qui rend le processus de nettoyage efficace sans aucun traitement chimique requis. Le film absorbant possède une porosité élevée pour une sorption efficace avec une résistance à la traction suffisante pour des applications pratiques. Notre technique intégrée aboutit à une structure polymère poreuse renforcée qui peut être adaptée en fonction des applications finales. Cette étude propose une solution durable pour la gestion des déchets qui offre une polyvalence dans ses fonctionnalités.

Les plastiques sont devenus indispensables en raison de leur large éventail d’utilisations et de leurs caractéristiques physiques importantes, qui jouent un rôle crucial dans l’économie moderne1,2. Cependant, la production et l’élimination des déchets plastiques ont de graves conséquences sur l’environnement. On estime que des milliards de tonnes de plastique ont été produites à ce jour, et l’accumulation progressive de déchets plastiques au cours des dernières décennies a attiré une attention considérable3,4.

Les méthodes traditionnelles de traitement des déchets plastiques ont leurs limites. La mise en décharge5 et l'incinération6,7 sont des sources majeures de gaz toxiques, ainsi que de micropolluants2,8. Pour répondre à ce problème, diverses solutions ont été proposées pour recycler les déchets plastiques9 afin de garantir une utilisation durable des ressources fossiles et de protéger l'environnement. Ces solutions impliquent le recyclage mécanique, le recyclage thermochimique et l'upcycling. Le recyclage mécanique est largement utilisé pour les gros déchets plastiques, mais il est limité en raison de la contamination additive, de la dégradation des matériaux, de la gamme limitée de matériaux et de la complexité du traitement10,11,12. Par ailleurs, la pyrolyse est récemment considérée comme une méthode prometteuse pour le recyclage thermochimique des déchets plastiques. Cependant, cette solution n’est pas toujours réalisable en raison de sa consommation d’énergie élevée, de la production de sous-produits toxiques et de la qualité variable des produits obtenus3,13,14.

Le surcyclage des déchets plastiques fait référence au processus de transformation des matières plastiques mises au rebut en de nouveaux produits ayant une valeur et une fonctionnalité supérieures. Certaines approches non conventionnelles du recyclage des polymères comprennent la solvolyse, la mécanochimie, le photo-reformage, la biotechnologie, la pyrolyse et les méthodes de dissolution/précipitation15. Le recyclage des déchets plastiques est une meilleure solution par rapport aux autres recyclages en raison de la meilleure qualité des produits recyclés, des avantages environnementaux et économiques et d'une plus grande efficacité énergétique15,16. Il produit une gamme diversifiée de produits de grande valeur, tels que des produits photovoltaïques, des électrodes de batterie, des nanotubes de carbone, des membranes, des additifs de renforcement, ainsi que des fibres, des films et des composites, démontrant le potentiel de transformation des déchets en ressources précieuses et promouvant des pratiques durables17. ,18,19,20,21,22,23. La valorisation des déchets plastiques en absorbant le pétrole peut également être une application utile, car elle peut aider à atténuer les impacts négatifs des marées noires sur l’environnement en absorbant efficacement le pétrole déversé1,24.