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新材料技术

膜分离技术是现代分离科学的核心方法之一，在气体分离、纯水生产、污染物降解、石油化工制品的冶炼、制药和生物工程等领域有着广泛的应用。膜分离过程具有高效、节能、环保、过滤过程简单可控等特征，因此在大面积污水处理领域，膜分离技术已经逐渐取代传统的生物降解法，在提升经济效益和社会效益上发挥了重要的作用。在污染物降解过程中，膜过滤净化污水具有过滤精度高、容积负荷高、占地面积小、处理工艺简单和滤速快等优点；但随着运行时间的增长，截留在膜表面和膜孔的污染物逐渐累积增多，膜堵塞不可避免，由此造成了膜阻力的加大，严重降低了膜通量和污水处理效率，增加了运行能耗。因此在优化运行工艺的基础上，改善膜材料是提高其对污染物降解能力的重要手段。导电滤膜的水处理原理可简述如下：通过引入外界偏压提高膜表面对带电粒子、离子或生物体的吸附，从而明显增强了滤膜对污染物的拦截并提高了出水水质，相应地大大减轻了污染物在膜孔道内部的堵塞。但需要指出的是：这种新颖的导电滤膜的自净化能力仍偏低，无法有效降解表面吸附的各种有机污染物或微生物。

本项目将目前基于氧化物半导体薄膜的光电催化技术与导电滤膜相结合，利用在电场的辅助下，高电荷分离效率的氧化物半导体电极，成功制备出一系列具有光电活性的半导体氧化物导电滤膜组件。这中复合了半导体材料的微滤膜能实现高通量净化污水，以及有害物质能通过电极表面发生的快速的电吸附反应拦截处理。并且，微滤膜上复合的半导体氧化物能够通过自身优越的光电催化性能与滤膜表面随时间沉积的污垢发生快速的降解反应，从而大大提升膜组件的自净化能力及对污染物的截流性能，最终实现大规模的膜净化污水处理及有用资源的回收净化。

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