来自于工业染料,医药以及农业中的废水对环境以及人类的健康均造成了严重的危害。因此污水处理已经成为世界性的研究课题。和传统的物理方法,生物降解以及化学处理方法相比,光催化技术由于其节省能源以及可以对有机物进行高效的降解备受研究者青睐。然而此技术在有机物降解过程中产生的二次污染物(有机中间产物以及无机离子)有可能对人类产生更大的危害,而且,尽管其有高的降解效率,但却不能持续保持。此外,膜分离技术由于其膜的特殊性质在污水处理中也占据着重要的位置,但是膜分离只是一个物理分离过程,不能彻底降解掉有机物,且部分有机物可能被带到渗透侧。针对于光催化技术和膜分离技术各自的不足,本论文中设计光催化-膜蒸馏协同体系。光催化-膜蒸馏协同体系的现状是,光催化部分主要集中在粉体TiO2以及粉体TiO2的修饰上,以此来达到较高的降解活性。对膜分离模块,分为压力驱动型的MF(miro-filtration)微滤,NF(nano-filtration)纳滤,UF(ultra-filtration)超滤以及热驱动型DCMD(direct contact membrane distillation)直接接触式膜蒸馏,但是都不可避免膜污染以及渗透侧渗透液质量不高的问题。并且对于光催化-膜蒸馏的协同机理目前并不明确。对此,在本论文中首先设计了Ag/BiOBr光催化-膜蒸馏反应器,将光催化降解污染物和膜蒸馏分离有机物协同,膜蒸馏中疏水性PTFE薄膜只允许挥发性物质通过,任何非挥发性物质均会留在溶液中,以此来解决光催化降解有机物过程中引起的二次污染问题,同时,薄膜催化剂避免了粉体催化剂污染过滤薄膜以及粉体催化剂难以回收的问题。其次,详细研究了光催化-膜蒸馏反应器中协同作用对有机物降解历程以及有机物降解过程中产生的无机离子之间相互转化的影响。Ag纳米粒子和膜蒸馏均会加速有机物苦酮酸的降解速度但是不会改变其降解历程,此外,Ag纳米粒子和MD均会加速NO2-向NO3-的转化速度,但不会对其他含氮无机离子NO3-,NH4+的转化有影响。再次,本论文设计了新颖的Graphene/Ag@BiOBr/GO/Cu薄膜催化剂,在薄膜表面同时实现了光催化降解污染物以及膜分离污染物的目的,并设计了旋转型光电-膜分离反应器,以更好实现此薄膜催化剂的协同效果。