近日，我校化工学院杨永生教授团队在壳聚糖复合膜吸附-催化有机污染物方面取得重要进展。相关成果以题为“Adsorption and photodegradation of tetracycline by mannose-grafted chitosan composite films: Performance, mechanism and availability”（https://doi.org/10.1016/j.cej.2023.141455）发表在化工材料领域国际顶级期刊《Chemical Engineering Journal》上(该期刊属中科院分区化工材料类一区，影响因子16.744)。化工学院李泽豪博士为论文第一作者，杨永生教授为通讯作者，武汉纺织大学化工学院和生物质纤维与生态染整湖北省重点实验室为该文章第一通讯单位。
近年来水污染形势严峻，对公众健康造成极大威胁。将吸附方法与光催化方法相结合，是高效去除水中污染物的潜在方案。本文采用平面成膜方法制备了CSMan-gCNMZnO0.3-1复合膜，用于水中抗生素的去除。实验结果表明，甘露糖与壳聚糖的化学交联降低了复合膜的溶胀率，提高了壳聚糖复合膜对抗生素的吸附和光降解能力。
图.CSMan-gCNMZnO0.3-1复合膜对抗生素的去除研究
CSMan-gCNMZnO0.3-1对抗生素的吸附作用力主要有表面络合、阳离子交换、静电吸引、氢键、π–π相互作用和平面增强效应等。吸附和可见光降解的联合作用可以去除约89.8%的抗生素，且在自来水、汤逊湖水、市政废水、武汉纺织大学池塘水以及模拟海水中的去除率与去离子水非常相似。此外，CSMan-gCNMZnO0.3-1在硅胶管管道模拟实验中获得了84.3%的TC去除率，并且在连续使用五次后，去除效率保持恒定。活性自由基分析实验表明，•OH和h+是可见光降解过程中的关键自由基，且后者起主导作用。
该工作为河水和湖水污染物治理提供了可行性方案，有望被集成于纺织纤维中以提高循环使用寿命，规模化应用正在进一步推行中。
该研究团队近年来从事环境污染控制的应用基础研究（压电催化和吸附光催化领域），该工作是团队近期关于压电光催化材料研究的最新进展之一，是其前期研究工作(J. Hazard. Mater.2022, 424, 127273;J. Environ. Chem. Eng.2022, 10, 107840;ACS Appl. Poly. Mater.2022, 4, 8396−8406等)的延续。该项工作的研究进一步拓展了壳聚糖复合膜材料在污染物治理领域的应用。
