炭化水素分離は石油産業の重要なプロセスであり、現在は主に高エネルギー消費の精留技術に依存しています。圧力駆動型のナノろ過/逆浸透膜技術は炭化水素分離において大きな応用可能性を示しており、その分離プロセスは気液相変化を伴わないため、エネルギー消費を大幅に削減でき、石油化学産業の低炭素プロセスの改造に重要な意義があります。従来の相転移法で作製された非対称ポリイミド（PI）膜は液体炭化水素分離において良好な応用展望を示しますが、炭化水素分子に対する分離選択性および耐久性にはまだ不足があります。これらの問題を解決するため、非対称PI膜に熱誘導による構造再形成を行い、PI分子鎖間で熱化学反応が起こり、膜材料が鎖間架橋ネットワークを形成し、高温下での鎖セグメントの緩和効果が膜の孔収縮と皮層の高密度化を促進し、PI膜の炭化水素に対する選択性と耐久性を効果的に向上させることを発見しました。さらに研究を進めたところ、PI膜の熱再形成過程には自己制限効果が存在することが分かりました。昇温速度が低下するにつれて、イミド環開裂熱反応が十分に進行し、形成された架橋ネットワークが分子鎖の緩和を抑制し、膜孔の閉鎖過程を制限しました。この自己制限効果により、高架橋度で超薄型の選択層を得ることができ、PI膜の炭化水素混合物の透過率と分離因子を著しく向上させました。330℃および340℃で熱再形成された非対称PI膜は、それぞれ純トルエン透過率が0.51 L m-2 h-1 bar-1および0.10 L m-2 h-1 bar-1であり、トルエンと1,3,5-トリイソプロピルベンゼン（204 Da）の分離因子は11.6および26.4に達し、現存する報告の先進レベルに達するとともに、優れた長期安定性を示し、模擬原油の高効率分離に成功しました。

ポリイミド, 非対称膜, 熱再形成, 炭化水素分離