Hydrophilicity improvement of PVDF-networked CdS/TiO2 photocatalytic membrane for flat-panel purification of pharmaceutical wastewater accompanied by Cr(VI) reductio
作者：Yusen Wang, Wei Li, Wen Duan, Rongxia Cui, Guocheng Liao, Nan Wang
關鍵字：Pharmaceutical wastewater; Membrane materials; Photocatalysis; Solid-liquid microinterface regulation; Chemical oxygen demand
論文來源：期刊
具體來源：https://doi.org/10.1016/j.cej.2025.165220
發(fā)表時間：2025年
制藥廢水通常含有極高的化學需氧量（COD），若未經任何處理直接排放，將會導致水體缺氧，產生生態(tài)毒性，并引發(fā)生物抗性，導致大量水體生物死亡和病變，嚴重威脅土壤和水體系統(tǒng)的生態(tài)安全。因此，必須對制藥廢水進行必要的凈化處理以解決其污染問題。基于半導體光催化劑的太陽能廢水凈化技術因其能耗低、可持續(xù)性和無二次污染等優(yōu)點而備受關注。然而，微/納米尺寸光催化材料通常具有結構不穩(wěn)定、難以再生、操作復雜等缺點，難以持久穩(wěn)定且大規(guī)模地進行催化應用。
PVDF網絡結構的光催化膜是一種獲得大比表面積且具有出色再生能力的經典方法。然而，由于 PVDF 纖維本身的疏水性，很難充分發(fā)揮表面暴露活性位點在水體系中的催化作用。在此，我們通過聚PVP改性，基于高活性的 CdS/TiO2 納米光催化劑制備了一種表面親水性得到改善的 PVDF 復合薄膜。其協同電子作用的異質界面顯著增強了寬帶光的捕獲，并促進了激子的分離與轉移，使光激子的重組過程受到抑制，從而基于平板反應裝置在模擬太陽光照射下可以將實際藥企廢水的COD從原來的 551.1 mg/L降低至92.5 mg/L，低于一級國標規(guī)定的排放標準。同時，由于這種 PVP 改性的 PVDF 復合薄膜同樣具有穩(wěn)定的纖維網絡結構和便捷的再生能力，在長時間光照活化狀態(tài)下仍呈現穩(wěn)定的光催化活性。
本研究基于一種固液微界面調控策略有效增強了 PVDF 光催化膜的水相反應活性。后續(xù)還會在此基礎上做進一步改進，希望能在工業(yè)級制藥廢水的凈化處理方面發(fā)揮我們的技術優(yōu)勢。請各位同行和企業(yè)的朋友們多提寶貴意見！
本論文的第一完成人為王宇森碩士