碳掺杂TiO₂纳米纤维膜

光催杀菌双效合一

碳掺杂引入氧空位，协同抑制载流子复合，实现可见光下高效降解抗生素并广谱杀菌。

Zhang, Tianqi · Guo, Zhenfeng · Ziting, Huang · 朱陆益 · Xie, Yongshuai · 刘本学 · 袁康康 · 靳晓彤 · 张广 · 王新强

Separation and Purification Technology 2025

具体参数

四环素降解率

{'zh': '90.8', 'en': '90.8'} %

大肠杆菌抗菌率

{'zh': '99.76', 'en': '99.76'} %

金黄色葡萄球菌抗菌率

{'zh': '94.78', 'en': '94.78'} %

4次循环后催化效率保持率

{'zh': '83.8', 'en': '83.8'} %

技术优势

可见光活性

碳掺杂引入氧空位和Ti³⁺/V_O缺陷对，作为陷阱抑制光生载流子复合，使膜在可见光下高效降解四环素并杀菌。

双功能协同

膜同时具备光催化降解和杀菌能力，一步处理抗生素与微生物复合污染水体，无需多级串联工艺。

循环稳定性好

得益于独特的载流子迁移-表面反应协同增强机制，循环使用4次后催化效率仍保持83.8%，适合长期连续水处理。

应用场景

• 废水中有机污染物处理：可见光下高效降解四环素，去除率90.8%，适用于含抗生素废水处理。
• 水消毒微流控系统：柔性膜可集成到微流控通道中，在可见光下连续灭活99.76%大肠杆菌。
• 抗菌涂层材料：纤维膜可直接贴附于表面，赋予材料可见光激活的广谱抗菌功能。
• 可穿戴净水器件：柔性轻便的纤维膜可集成到可穿戴设备中，实现个人可见光净水。