光生清洁剂去除膜污染

来源：中国科学院 / 编辑：LI Yuan

膜污染源于膜材料与各种污染物之间的相互作用，导致膜渗透选择性降低，限制了膜的长期连续应用。

光催化与膜分离相结合是一种节能高效的污染物降解方法。

中国科学院过程工程研究所（IPE）WAN Yinhua 教授和他的团队提出了一种新的光催化膜系统来解决膜污染问题。

这项研究发表在9月16日的《Journal of Membrane Science》上。

由于在高压下难以在膜组件中设置光源，先前报道的将光催化与膜分离相结合的光催化膜的工业化一直存在问题。同时，将类芬顿催化剂固定在分离膜上制备的芬顿催化膜需要H2O2来触发反应；然而，H2O2的运输和储存是一个真正的安全隐患。

在这个新提出的系统中，光催化单元的唯一目的是产生活性氧 (ROS)，其中光催化剂固定在载体（如不锈钢丝网、透明薄膜或多孔膜）上。它与膜分离单元分开设置，其中使用类芬顿催化剂固定膜作为分离膜。

在操作过程中，水被泵入光催化装置，作为H2O2生产的资源。由于光催化装置单独负责H2O2的生成，因此可以通过无障碍的光催化剂工程来提高其整体效率。光催化装置中光生成的H2O2被转移到分离膜上，触发类芬顿催化，可通过ROS降解膜上的污染物，加速膜上氧化污染物的释放。

该研究的通讯作者、IPE的LUO Jianquan教授说：“这种分段式光催化膜耦合系统克服了传统一体式光催化膜系统中光不可到达的限制，降低了H2O2的运输和储存风险。”。“这也为大规模应用中的可持续膜污染控制提供了可能性。”

图1 分别为单个光催化自清洁膜、单个芬顿催化自清洁膜和分段光催化膜清洁技术的示意图。(Image by ZHANG Huiru) 

图2 分段光催化膜清洗技术原型示意图。(Image by ZHANG Huiru)

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原文网址：http://english.cas.cn/newsroom/research_news/chem/202109/t20210918_283447.shtml

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