可见光响应的CBM/PVDF自清洁催化膜制备及性能

作     者：高柯玄 杨禹 柴怡然 侯立安 GAO Ke-xuan;YANG Yu;CHAI Yi-ran;HOU Li-an

作者机构：北京师范大学环境学院水环境模拟国家重点实验室北京100875 

出 版 物：《中国环境科学》 (China Environmental Science)

年 卷 期：2025年第45卷第1期

页      面：103-112页

核心收录：

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51920105012) 

主　　题：膜过滤 光催化 降解机制 膜污染 自清洁 

摘      要：采用共混相转化法构建了一种集成了CBM(gC_(3)N_(4)/BiOBr/MXene)光催化剂和聚偏氟乙烯(PVDF)超滤(UF)膜的光催化膜反应系统.通过调整相转化过程中的CBM添加量优化了膜表面结构与性质,提高了复合膜的亲水性和渗透性.以典型的抗生素类药物盐酸四环素(TC-HCl)作为目标污染物,在死端系统中评估了膜的分离和抗污染性能.最优掺杂的PVDF/CBM-0.6膜实现了对TC-HCl高达92%的高效降解,其中活性物种·O_(2)^(-)和h^(+)发挥了主导作用.5次重复使用降解效率仍高于85%,证明其良好的循环稳定性.提出了TC-HCl的13种降解中间体和可能的降解路径,包括羟基化、脱甲基、脱氨、苯开环、和脱酰胺反应.牛血清白蛋白(BSA)的连续运行证实了该系统通过防止膜孔堵塞和污染物粘附展现出对不可逆污染的显著缓解能力,实现了膜的高效自清洁.本研究提出的CBM/PVDF光催化膜具有增强光催化膜反应系统实际应用的潜力.