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Environmental impact analysis of surface printing and 3D inkjet printing applications using an imine based covalent organic framework: A life cycle assessment study

生命周期评估 碳足迹 共价有机骨架 环境影响评价 共价键 环境科学 材料科学 纳米技术 化学 温室气体 有机化学 生产(经济) 经济 宏观经济学 生态学 生物
作者
Juan J. Espada,Rosalı́a Rodrı́guez,Alejandro de la Peña,Mar Ramos,José L. Segura,Esther M. Sánchez‐Carnerero
出处
期刊:Journal of Cleaner Production [Elsevier]
卷期号:395: 136381-136381 被引量:7
标识
DOI:10.1016/j.jclepro.2023.136381
摘要

Covalent organic frameworks (COFs) are emerging materials with structural modularity that allows their application in many fields. The aim of this work is to determine the environmental impact of using an imine based covalent organic framework (RT-COF-1) for both surface printing (Case A) and 3D inkjet printing (Case B) by applying Life Cycle Assessment (LCA) methodology. Experimental data on RT-COF-1 synthesis as well as results obtained by simulation of their precursors production, 1,3,5-tris-(4-aminophenyl) benzene (TAPB) and 1,3,5-benzenetricarbaldehyde (BTCA), are used. LCA results show that monomer synthesis is the most important contributor to environmental impacts in both case studies. On the other hand, the contribution of solvents used in Case A is also remarkable. The comparison between both case studies indicates that the environmental impacts of Case B is lower than that of Case A (reduction within 5%–65%). Finally, LCA results of Case B are compared to other materials used for 3D-printing, such as polymerizable ionic liquids (PILs). The results show that RT–COF–1 compares favourably with PILs in five of nine impact categories, being especially relevant the reductions achieved in the abiotic depletion and acidification potential (>90%), in the primary energy consumption (⁓35%) and carbon footprint (⁓50%), suggesting the potential of RT–COF–1 as 3D-printing material from an environmental perspective. This work is a first step for further research to highlight the main environmental burdens of using COF-based materials in this application.
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