快速发展的纺织工业产生的有机染料已经导致了严重的水污染。水污染问题是全球迫切需要解决的难题。在众多解决方法中，光催化是一种减少环境污染物的可行技术，而膜蒸馏可通过相变实现热驱动分离，其中直接接触膜蒸馏由于易组装、效率高而被广泛应用。将光催化与膜蒸馏相结合用于设计光催化膜反应器，拓展了废水治理的研究领域并可形成具有潜在应用价值的技术手段。在实现光催化降解有机污染物的同时有效分离水和催化剂及污染物，得到完全清洁的水。与此同时，由于现有的二氧化钛等光催化剂所存在可见光吸收范围窄、量子效率低等问题，使得开发新型可见光半导体并应用于光催化膜反应器中并与膜蒸馏联动具有重要的研究价值。本研究开发了基于可见光BiOBr 光催化剂与直接接触膜蒸馏的光催化膜反应器并应用于模拟染料废水甲基橙的处理。结果表明，花球状BiOBr 微球由于其拥有高的比表面积、较强的可见光吸收、较低的光生电子和空穴的复合率，在可见光照射下降解甲基橙表现出极高的效率，且在降解过程中主要活性因子被确定是超氧自由基。由于膜蒸馏只允许水蒸汽渗透通过聚四氟乙烯疏水膜，从而可在蒸馏膜的渗透侧得到纯净的水流，而有机污染物和催化剂被保留在进样侧进行连续的光催化降解。同时微米尺寸的BiOBr 光催化剂可以避免堵塞聚四氟乙烯膜因而不会影响水通量。该光催化膜反应器在处理实际工业废水中具有广阔的应用前景。