具有能耗低、成本低的膜分离技术是处理工业、生活污水的理想选择，以解决全球水资源匮乏现状。然而，膜极易受到污染，特别是在废水处理过程中，限制了其在该领域的实际应用。此外，由于膜的层间距减小，膜的通量随着使用时间的延长而降低。因此，制备具有抗污染性能和稳定通量的膜至关重要。

有鉴于此，苏州大学路建美教授报道了采用自组装方法制备了GO/PG/CN@BOC异质结构膜。在膜制备过程中插入PG增加了GO和CN@BOC异质结的内层间距，以增加通量。

文章要点

1）研究人员以CN为碳源，通过水热法制备了CN@BOC 2D异质结催化剂。所制备的Bi₂O₂CO₃（BOC）产物具有圆形的纳米板状形貌，其厚度约为1250 nm。SEM和TEM图像显示，g-CN纳米片具有层状结构。同时，在g-CN表面生长的BOC与在没有g-CN的情况下生长的BOC的形貌不同。规则的方形BOC纳米片固定在g-CN表面，形成CN@BOC异质结结构。BOC纳米片的厚度减少到50 nm。此外，没有发现裸露的g-CN纳米片和游离的BOC纳米片。此外，SEM和TEM图像表明，BOC纳米片和g-CN纳米片在异质结结构上的尺寸和厚度比传统制备的BOC和原始g-CN的尺寸和厚度减小和变薄。结果表明，异质结结构合成过程中存在g-CN自耗。

2）PG和CN@BOC异质结结构的存在增加了氧化石墨烯和异质结结构之间的层间距。膜表面的粗糙度也有所增加，导致通量有较大幅度的提高。更重要的是，由于坡缕石的存在，避免了2D异质结膜在长期使用过程中层间距的减小，从而使膜的通量保持恒定。同时，对稳定的油水乳液具有良好的自洁性能(通量恢复率大于95%)。

3）BOC异质结催化剂具有亲水性，使所制备的层状结构膜具有水下超疏油性能。同时，异质结催化剂在可见光范围内具有良好的光催化性能。将所制备的膜用于油水乳状液的分离，并对其光催化清洗性能进行了测试。研究发现，由于PG和CN@BOC异质结的存在，膜的纯水通量比纯GO膜有很大提高，从100提高到4600 L m² h^-1 bar^-1。

光催化自清洁和乳液分离的结合为废水处理提供了一种新策略。

Yahui Cai, et al, A Self-Cleaning Heterostructured Membrane for Efficient Oil-in-Water Emulsion Separation with Stable Flux Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202001265

https://doi.org/10.1002/adma.202001265