清華大學新型納米催化陶瓷膜研究新進展

中國粉體網訊  目前，抗生素及環境激素類藥物等新污染物已普遍存在于全球各類水環境中，對人類健康和生態環境造成威脅。2022年5月，《國務院辦公廳關于印發新污染物治理行動方案的通知》指出，要加強新污染物的治理，切實保障生態環境安全和人民健康。

以陶瓷膜為核心的膜分離技術目前在我國主要應用于過程分離與特種水處理兩大領域。當前，面向新污染物治理的陶瓷膜分離技術面臨著過氧化氫等氧化劑活化效率低、過氧化氫無效消耗嚴重及實際應用困難等挑戰，對水中痕量新污染物的去除仍存在一定的局限性。為解決傳統陶瓷膜技術存在的問題，亟需開發新型納米催化陶瓷膜技術。

近日，清華大學深圳國際研究生院張錫輝教授團隊在多年納米催化劑和催化陶瓷膜研發的基礎上，開展錳鐵鈦系等多種類高效催化劑的合成。團隊首先利用簡易的一步水熱法調控合成不同氧空位豐度的α-MnO₂納米纖維材料，實現H₂O₂定向活化生成¹O₂，為控制水中新污染物奠定先進的納米理論支撐。

另一方面，團隊進一步篩選高能Ti-Mn₃O₄/Fe₃O₄三元催化劑限域于陶瓷膜納米通道中，成功研發出新型量子激發態陶瓷膜，能夠促使陶瓷膜孔內電子進入激發態，激發電子云密度發生變化，從而使水中溶解氧、過氧化氫等分子進入激發態，快速降解抗生素和環境激素類新污染物，其去除效率接近100%。

此外，張錫輝團隊已經在珠海建設了新污染物研究基地，進一步推廣和應用新型量子激發態陶瓷膜，這對于國內處理醫院廢水和制藥廠的廢水具有十分重大的意義。團隊將與珠海產學研團隊共同探討陶瓷膜后續推廣事宜。

來源：清華SIGS環境與生態研究院、中國給水排水

（中國粉體網編輯整理/空青）

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