近期，中国科学技术大学李文卫教授课题组在新型光催化表面固定膜制备及其污染物去除研究中取得进展，提出了无粘合剂表面固定光催化剂的新方法。研究成果题为“Binder-Free Immobilization of Photocatalyst on Membrane Surface for Efficient Photocatalytic H₂O₂ Production and Water Decontamination”发表在 Nano-Micro Letters。文章第一作者为博士研究生胡振宇。

在水环境处理中，光催化合成H₂O₂ 协同UV工艺能够实现高效的微污染物去除。通常分散悬浮的光催化剂颗粒经过粘合剂交联或直接与基底混合等方式制备得到光催化膜以实现催化剂颗粒固定和长期稳定运行。但是该方法容易使光催化剂的活性位点被埋藏掩盖，导致光线渗透和反应传质受限等问题影响整体光催化活性。在此，李文卫教授团队提出表面自绑定法制备新型光催化膜以解决上述问题。 研究团队通过利用有机溶剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）浸泡聚偏二氟乙烯（PVDF）负载膜，使PVDF纳米纤维软化舒张并产生微孔以捕捉负载的催化剂颗粒。随后PVDF纳米纤维随DMF挥发而收缩，牢固绑定表面负载的光催化剂颗粒。因此实现了光催化剂在膜表面的有效固定。实验结果证明表面自绑定光催化膜（SSPM）的光催化活性比传统埋包膜（MEPM）提高了约4.6倍，并且在长期使用中能够保持稳定的光催化活性。此外SSPM协同UV工艺可在多种水体中实现高效的微污染物去除效果，并且在流动式反应器中也表现优异的光催化活性。该方法为光催化技术的应用发展提供了新的解决思路和方法。

论文链接：https://doi.org/10.1007/s40820-025-01822-0