DOI: 10.1016/j.apcatb.2020.119519
膜污染一直是制約膜技術工業應用的一個問題。研究者通過靜電紡絲合成了具有可見光響應的FeOOH/g-C3N4亞微米粒子和PAN（聚丙烯腈）@FeOOH/g-C3N4納米纖維。通過在支撐層表面涂覆一層致密、光滑且無損的殼聚糖（CS），成功制備了具有自清潔能力的高親水性CS/PAN@FeOOH/g-C3N4膜。機理研究表明，光芬頓反應產生的羥基自由基（OH·）是污染物降解的主要因素。與單獨使用CS/PAN@FeOOH/g-C3N4膜相比，光芬頓反應的添加可以有效地恢復被亞甲基藍和紅霉素污染的膜的水通量，并提高了截留率。本研究首次將電紡膜與光芬頓反應相結合，為膜污染的緩解提供了一種新的替代方案。
圖1.g-C3N4、FeOOH/g-C3N4（4.0％）納米顆粒和PAN@FeOOH/g-C3N4納米纖維支撐層以及CS/PAN@FeOOH/g-C3N4膜涂層的SEM和TEM圖像：（a）g-C3N4，（b）-（c）FeOOH/g-C3N4（4.0％），（d）-（e）PAN納米支撐層，（f）-（h）單PAN@FeOOH/g-C3N4（4.0％）納米支撐纖維，（i）-（l）CS/PAN@FeOOH/g-C3N4膜的表面形態和截面結構。
圖2.（a）熱壓之前和（b）之后PAN@FeOOH/g-C3N4膜以及（c）CS/PAN@FeOOH/g-C3N4膜的表面AFM圖像。
圖3.（a）PAN@FeOOH/g-C3N4（4.0％）納米支撐纖維的EDS圖，（b）-（f）元素映射圖，（g）和（h）g-C3N4、FeOOH/g-C3N4、PAN、PAN@FeOOH/g-C3N4和CS/PAN@FeOOH/g-C3N4膜的FTIR光譜和廣角XRD圖。
圖4.（a）FeOOH/g-C3N4濃度對CS/PAN@FeOOH/g-C3N4膜性能的影響（pH=3.0，H2O2劑量=100mM），（b）pH影響（FeOOH/g-C3N4濃度=4.0％，H2O2劑量=100mM），（c）H2O2劑量影響（FeOOH/g-C3N4濃度=4.0％，pH=3.0），以及（d）MB在各降解過程中的降解情況。[初始MB濃度為50μmg·L-1，可見光強度為1000μW·cm-2，CS/PAN@FeOOH/g-C3N4膜的面積為16cm2]。
圖5.（a）CS/PAN@FeOOH/g-C3N4膜的光催化性能比較，（b）使用或不使用各種捕集劑（苯醌，草酸銨，硝酸銀或異丙醇）降解MB的速率常數[pH=3.0，H2O2劑量=50mM，初始MB濃度為50mg·L-1，可見光強度為1000μW·cm-2，CS/PAN@FeOOH/g-C3N4膜的面積為16cm2]。（c）光芬頓處理后，CS/PAN@FeOOH/g-C3N4系統中DMPO自旋捕獲加合物的ESR光譜。
圖6.通過光芬頓法降解（a）MB和（b）ERY的途徑。
圖7.CS/PAN@FeOOH/g-C3N4膜對（a）MB和（b）ERY的水通量和截留率。[初始MB濃度為50μmg·L-1，初始ERY濃度為20mg·L-1，可見光強度為1000μW·cm-2，CS/PAN@FeOOH/g-C3N4膜的面積為16cm2]。
圖8.通過不同清洗方法得到的膜的水通量恢復率（FRR），可逆結垢率（Rr），不可逆結垢率（Rir）和總結垢率（Rt，Rr和Rir之和）。
圖9.（a）可見光驅使光芬頓降解的循環運行，（b）水通量的結果。[pH=3.0，H2O2劑量=50mM，初始MB濃度為50mg·L-1，可見光強度為1000μW·cm-2，CS/PAN@FeOOH/g-C3N4膜的面積為16cm2]。
