广州大学环境科学与工程学院熊竹副教授团队在光催化自清洁碳纳米管膜构建及性能研究方面取得了积极进展。相关成果以“Super-adsorptive and photo-regenerable carbon nanotube based membrane for highly efficient water purification”为题发表在环境工程领域权威期刊Journal of Membrane Science（DOI：10.1016/j.memsci.2020.119000；IF：8.742）。论文第一作者是广州大学环境科学与工程学院硕士研究生杨洋，通讯作者是广州大学环境科学与工程学院熊竹副教授和澳洲迪肯大学赵帅飞研究员。

目前，水处理领域使用的膜大多数为高分子材料，其结构相对不稳定，容易受到水体有机物污染，并且在长期使用后，如采用化学清洗高分子膜，对其结构破坏严重，难以有效控制膜污染。已商用的耐化学清洗的膜主要以陶瓷膜为主，由于具有结构坚固、耐酸碱、抗化学清洗等特性，已经逐渐应用在水处理中。但是，由于其质地较脆，运输成本高，膜内结构难以调控，阻碍了陶瓷膜的进一步发展。碳纳米管作为新兴的纳米材料，具有重量轻、结构对称、力学、电学等优异的性能，也具有极强的吸附能力，在水处理领域有广泛的应用前景。此外，水可以占据碳纳米管的疏水通道，而且发生快速的水分子传输，因此碳纳米管膜可以在压力较低的情况下保持高通量，有利于降低能耗。由于现有制备碳纳米膜的方法，会导致碳纳米管膜的吸附性能、清水性能和可重复利用性较差，因此有必要把吸附和再生耦合到一个体系，构建光催化自清洁的碳纳米管分离膜。

熊竹教授团队通过简便的真空过滤，FeOOH原位锚定及银氨反应，合成了一种高吸附性的光再生碳纳米管多功能膜，具有优异的自清洁性能。该碳纳米管膜对多种染料特别是阳离子染料表现出优异的吸附性能。在严重的有机污染后，该膜还具有出色的自清洁和光再生性能。该碳纳米管基膜将吸附、膜分离和催化降解的特点结合到一个系统中，在染料污染废水净化方面显示出巨大的潜力。此外，本研究还提供了一种新策略，可以设计用于废水处理的坚固、吸附性能强、自清洁和可再生膜材料。

碳纳米管膜吸附-分离-再生循环示意图

该工作得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、广州大学百人计划项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.memsci.2020.119000

供稿人：杨洋，审核人：熊竹 阎佳