近日,首批教育部黃大年式教師團隊——天津工業大學“纖維新材料”團隊報道了一種可以用于連續、快速處理污染物廢水(包括印染廢水以及“Emerging pollutants”廢水)的新型光催化膜材料,以聚醚砜PES多孔膜為基膜材料,通過二步法組合涂覆功能層(連續離子層吸附反應SILAR法,原位化學氧化還原法)硫化鎘/聚吡咯設計制備了Cds/PPy@PES光催化復合多孔膜,在模擬太陽光照射下,Cds/PPy@PES可完成持續、高效的污染物動態移除,在排除截留的情況下,控制處理流量為13~19 L·m2·h-1時,單次移除效率高達82%,且可穩定維持10h以上,通過簡單地2~3個組件單元串聯組合,可達到接近100%的移除效率,實現了污染廢水“All effluent input—All clean outcome”類超濾模式的全潔凈輸出。該工作以“Ultra-highly photocatalytic removal of pollutants by polypyrrole/cadmium sulfide/polyether sulfone hybrid porous membrane in single-pass mode”為題發表于國際TOP期刊《Chemical Engineering Journal,2022, 432, 134300》上。文章第一和通訊作者為紡織科學與工程學院趙健副教授,共同通訊作者為黃慶林教授。
借助UV-vis-NIR、VB-XPS、瞬態熒光光譜、ICP-AES等測試分析手段,探討了Cds/PPy@PES異質結的導帶、禁帶位置,禁帶寬度、表觀量子效率以及導電聚合物的保護與光熱促進作用,分析了光催化過程中活性氧物種(ROS)的捕獲與猝滅行為,闡明了單向死端過濾模式下的光催化機理;并通過TOC、GC/MS聯用對污染物中間產物進行了分析,探明了污染物降解機制。在已有研究工作基礎上(Zhao Jian*,et al. ,Journal of Colloid and Interface Science,2019,534,480-489;2019,557,94-102;IF:8.128),該方案將光催化-膜分離作用融為一體,為進一步解決當前納米光催化粒子易流失、回用難以及污染物的快速移除與膜污染等問題,提供了新的途徑。
圖 不同數量膜組件對目標污染物a)TC & b)MB的動態移除率;c)活性氧(ROS)種類捕獲情況檢測;d)OH猝滅熒光物質分析;e)光催化與污染物移除機理;f)污染物降解過程中間產物的氣相色譜-質譜譜圖
原文鏈接:
Zhao Jian*,Tian Shengnan,Huang Qinglin *, Fan Linpeng, Xiao Changfa,Chemical Engineering Journal,2022, 432, 134300
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894721058721?via%3Dihub
- 吉林大學李莉娜課題組 ACS Macro Lett.:基于四苯乙烯的多孔芳香框架的增強光催化性能 2025-06-26
- 江蘇科技大學郭峰/施偉龍 JCIS: 純水高效制H?O? - 凹坑結構g-C?N?壓電光催化新突破 2025-06-16
- 華東師大姜雪峰教授課題組 Nat. Sustain.:聚砜塑料的光催化升級回收 2025-05-30
- 華南理工大學瞿金平院士/張桂珍教授團隊 Matter:微三明治結構多孔膜用于持久高效被動輻射冷卻 2024-09-26
- 哈工大邵路教授團隊2023年科研成果集錦 2024-02-11
- 東華大學武培怡/吳慧青團隊《Nano Lett.》: 利用異氰酸酯一步構筑仿生Murray多孔膜 2022-03-29
- 清華危巖、川師大白躍峰《npj Clean Water》: 高效光熱轉化聚合物水蒸發器助力水資源與鋰資源雙豐收 2025-06-06