《Chem. Eng. Sci.》：两亲性-光催化协同新策略构筑自清洁油水分离膜
Photocatalytic Self-Cleaning Membranes with Amphiphilic Surface for Durable and Stable Oil-Water Separation
Jianghao Bai, Qianqian Lan*, Leyao Liu, Wenlong Liu, Yan Lv, Zhenyu Wang, Tianxi Liu*
Chem. Eng. Sci.2025, DOI: 10.1016/j.ces.2025.121829
原油泄漏及工业/生活污水排放导致含油废水污染加剧，严重威胁生态环境和人类健康，因此迫切需要发展先进的水净化技术处理油污废水，尤其是含表面活性剂的油水乳液废水。膜分离技术因其高效和低能耗优势受到广泛关注，但运行中油滴易在膜表面黏附形成滤饼层，膜的渗透性受到影响。具有抗污染能力的油水分离膜能够有效缓解膜污染问题，然而，分离过程中膜污染的形成原因复杂，仅具有单一防污能力的分离膜不足以遏制长时间运行中膜污染造成的通量损失。因此，仍然需要开发新策略以实现持久稳定油水分离。
基于此，江南大学化学与材料工程学院刘天西教授课题组提出了两亲性-光催化协同新策略，构建了具有长效抗污染特性的自清洁油水分离膜。首先通过水热法制备氯氧化铋（BiOCl）纳米片，并在其上原位生长二氧化钛（TiO2）纳米颗粒构建异质结纳米片，通过真空抽滤制备二维层状分离膜，然后在膜表面构建具有分散疏水链和连续亲水相的两亲性涂层。两亲性表面中的亲水层允许水分子形成连续水合层以阻隔油滴，疏水链降低膜的表面能以促进油滴的释放，同时，以二维异质结光催化材料作为膜单元赋予了膜优异的光催化自清洁特性，可降解去除吸附在膜表面的不可逆污垢，进一步延长膜的使用寿命。通过“阻隔-释放-降解”的三位一体功能化，所得膜表现出卓越的油水分离效率（＞98%）和增强的防污性能（通量下降率＜45%，通量恢复率＞95%），可应用于持久稳定油水乳液分离。
本论文第一作者为2022级硕士生柏江浩，通讯作者为兰倩倩副研究员和刘天西教授。
论文连接：https://doi.org/10.1016/j.ces.2025.121829
