C₃N₄/TPU复合纳米纤维膜

应变增强压电光催化

利用静电纺丝预拉伸在TPU纳米纤维中紧密集成g-C₃N₄，通过动态应变显著提升光催化降解效率。

Na, Sun · Ren, Zeqian · Chen, Peng · Miao, Yue · 武寄洲 · 付永明 · 马杰

npj Clean Water 2025

具体参数

最大拉伸应变

{'zh': '862', 'en': '862'} %

拉伸强度

{'zh': '6.90', 'en': '6.90'} MPa

光催化增强率

{'zh': '43', 'en': '43'} %

循环稳定性

{'zh': '100', 'en': '100'} %

技术优势

拉不坏

最大拉伸应变达862%，使薄膜能承受反复的大变形，适合在搅拌或超声反应器中长期运行。

超声一开，效率暴涨四成

300 W超声驱动TPU动态拉伸，在g-C₃N₄内引入周期性压电场，加速光生电荷分离，直接提升光催化速率。

用12次都不坏

循环运行12次后仍保持近100%的初始活性，证明复合膜在反复应变下的结构稳定性和催化持久性。

应用场景

• 工业废水处理：降解电子工业废水中难处理有机物，超声+光照下催化效率高且可重复使用。
• 可拉伸压电复合材料：将压电功能与高弹性基底结合，实现反复拉伸下的稳定压电输出，用于柔性催化器件。
• 压电光催化膜：膜形态催化剂在超声机械振动下原位增强光催化，克服悬浮颗粒催化剂回收难的问题。
• 有机污染物传感降解：压电光催化协同降解有机污染物，可拓展为自供能传感‑降解一体化系统。