【摘 要】
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随着社会经济和技术的发展，大量产生有毒有害的化学物质，如可溶性有机染料、抗生素和塑料废物等，导致了全球水污染危机加剧。膜分离技术作为一种高效安全的水处理手段，已被广泛使用，但是在长时间的过滤过程中，污染物在膜表面的积累，导致膜孔堵塞，形成膜污染，缩短膜的使用寿命、增加运行成本、降低污染物的处理效率，限制膜在污水处理中的大规模应用。最近，光催化技术与膜分离技术的结合已经引起了人们的关注，光催化膜使传统的膜不仅具有分离选择性能，并且能在光照下降解污染物，还使膜实现自清洁、缓解膜污染程度的功能。
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随着社会经济和技术的发展，大量产生有毒有害的化学物质，如可溶性有机染料、抗生素和塑料废物等，导致了全球水污染危机加剧。膜分离技术作为一种高效安全的水处理手段，已被广泛使用，但是在长时间的过滤过程中，污染物在膜表面的积累，导致膜孔堵塞，形成膜污染，缩短膜的使用寿命、增加运行成本、降低污染物的处理效率，限制膜在污水处理中的大规模应用。最近，光催化技术与膜分离技术的结合已经引起了人们的关注，光催化膜使传统的膜不仅具有分离选择性能，并且能在光照下降解污染物，还使膜实现自清洁、缓解膜污染程度的功能。
本文进行了改性g-C3N4光催化膜对有机污染物的去除性能及膜自清洁能力研究。首先，本研究以二甲基亚砜(DMSO)作为溶剂，以三聚氰胺、三聚氰酸和尿素溶解在DMSO中形成的超分子聚集体作为前驱体，制备了具有优异光催化性能的MCU(DMSO)-C3N4材料，并将其真空过滤作为光催化层负载在PVDF膜上，随后，依次过滤聚乙二醇和戊二醛作为交联剂，制备得到不同MCU-C3N4含量的MCU-C3N4/PVDF膜。其次，用AFM和FE-SEM对MCU-C3N4/PVDF膜进行表征，并检测了光催化膜的孔径、截留性能、纯水通量、光催化性能、自清洁性能。结果表明，随着MCU-C3N4含量的增大，膜通量逐渐减小。采用静态实验评估MCU-C3N4/PVDF光催化膜对罗丹明B和盐酸四环素降解的光催化效率分别为84.24%和71.26%，分别是原PVDF膜的8倍和61倍。用四阶段过滤体系来评估光催化膜的自清洁性能，测定通量恢复率(FRR)。过滤1wt%海藻酸溶液，被完全污染的MCU-C3N4/PVDF膜在可见光照射(λ＞420nm)30分钟后，FRR最大可达到91%。同时，可见光照射后，可逆污染阻力(Rr)的比重超过不可逆污染阻力(Rir)，占主要地位，表明MCU-C3N4/PVDF膜在光照后可以缓解膜污染的程度。这种利用光催化剂MCU-C3N4对膜进行改性的新方法，使我们对光催化膜的光催化和自清洁性能有了新的认识，为其广泛应用提供了理论依据。
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