水体中的有机污染物成分复杂、难降解且易累积,严重威胁生态安全与人类健康。传统催化净水技术依赖外加能源,且受界面电荷转移不足和活性氧自猝灭限制,难以兼顾降解效率与能源利用率。因此,如何实现活性氧的持续生成与高效利用,构建低能耗、环境适应性强的废水净化体系,仍是水环境治理领域亟待解决的关键问题。
近期,东华大学王宏志团队与安徽农业大学龚维团队合作,在《Advanced Fiber Materials》上发表了题为“Nanofiber-Enabled Photocatalysis-Assisted Contact-Electro-Catalysis for H2O2-Mediated Wastewater Engineering”的研究成果。研究团队通过静电纺丝结合能带工程与纳米界面设计,制备了TiO2/Sv-ZnIn2S4/PVDF-HFP柔性自支撑纳米纤维膜,构建了光催化辅助接触电催化(P-CEC)体系。该体系利用Z型异质结与铁电聚合物的协同作用,实现H2O2的原位持续生成和光催化分解,有效缓解传统接触电催化中的活性氧自猝灭;在超声与光照协同作用下,其污染物降解速率分别达到单独超声和单独膜催化剂的约3倍和44倍,为高效、低能耗的复杂废水净化开辟了新路径。
综上所述,该研究通过能带工程和纳米结构界面设计,构建了基于TZIS/PVDF-HFP纳米纤维膜的光催化辅助接触电催化体系。该体系利用Z型异质结与铁电聚合物的协同效应,实现了H2O2的原位持续生成与光催化分解,有效缓解了传统CEC中的活性氧自猝灭问题。P-CEC系统的污染物降解速率达到单独膜催化剂的44倍,并表现出良好的环境适应性和稳定性,为高效、低能耗废水净化提供了新策略。
安徽农业大学龚维为本文的第一作者,安徽农业大学龚维、付凡和东华大学王宏志为本文的共同通讯作者。





