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膜分离技术已经广泛应用于饮用水和工业废水的处理,但是单一的膜分离技术具有膜污染的问题,增加了膜分离过程中运行的成本和能耗。光催化技术作为一种高效节能的绿色技术已经广泛应用于污染控制领域,然而粉末的光催化剂面临难以分离回收的问题。光催化分离膜具有膜分离和光催化双重功能,不仅能减轻膜分离过程中的膜污染,同时能解决光催化剂分离回收问题。TiO2因其催化活性高、安全无毒、廉价易得等优异特性是光催化分离膜主要的光催化功能层材料。而TiO2光催化剂本身存在光生电子和空穴复合率高、量子效率低的缺点。为了解决上述问题,本研究设计并制备了基于TiO2和碳纳米管(CNT)异质结的光催化分离膜,利用异质结的内建电场促进光生电子和空穴分离达到高效分解截留污染物和抑制膜污染的目标。本研究以氧化铝(Al2O3)陶瓷膜为基底,采用化学气相沉积法制备了具有光催化性能的二氧化钛(TiO2)/多壁碳纳米管(MWNTs)/Al2O3复合分离膜,通过控制TiO2的沉积时间实现对膜孔径的有效调控,综合考虑复合膜纯水通量、截留性能和光催化性能确定最佳的TiO2负载量。实验结果表明,当化学气相沉积时间为10min时,复合膜具有较好的纯水通量、截留性能和光催化性能。根据紫外漫反射谱图(DRS)分析,TiO2/MWNTs/Al2O3复合分离膜比单独的TiO2/Al2O3复合分离膜具有更好的光吸收性能,能量色散X射线光谱(EDX)的元素分布图显示TiO2纳米颗粒均匀负载于复合膜表面。以浓度为15mg·L-1的腐植酸为目标物,考察了复合光催化膜的水处理性能和抗污染能力,结果表明,光催化与膜分离耦合工艺显著提高腐植酸的去除效率,60min内对腐植酸的去除率可达80.9%,相比于单独的膜分离工艺高12.2%；同时能够有效缓解膜面污染,连续运行5h后,耦合工艺下复合膜的渗透通量比单独膜分离高70.9%。