光催化-膜分离耦合技术
光催化耦合产氢耦合塑料分解
光催化耦合产氢耦合塑料分解随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严峻，寻找可持续的能源替代品成为了当今社会亟需解决的重要问题。
近年来，光催化产氢技术作为一种可持续、清洁的能源生产方式备受关注。
同时，塑料废弃物的处理也是一个迫切需要解决的问题。
那么，能否将光催化产氢技术与塑料废弃物处理相结合呢？下面就让我来为你详细介绍。
光催化产氢技术是利用催化剂和光能将水分解成氢气和氧气的过程。
而塑料废弃物分解则是将废弃的塑料通过热解等方法转化为可再利用的化学品或能源。
将这两种技术耦合起来，可以通过光催化产氢技术将塑料废弃物转化为氢气和其他有价值的化学品，实现废物资源化利用，同时减少对化石燃料的依赖。
具体而言，光催化产氢耦合塑料分解的过程如下：首先，将塑料废弃物进行预处理，去除其中的杂质和有害物质。
然后，将处理后的塑料废弃物与催化剂混合，形成反应物。
接下来，将反应物暴露在光源下，通过光能的作用，催化剂将水分解为氢气和氧气。
与此同时，塑料废弃物也发生分解，生成可再利用的化学品。
最后，通过适当的分离和纯化过程，可以得到高纯度的氢气和其他有价值的化学品。
这种光催化产氢耦合塑料分解的技术具有许多优势。
首先，通过将塑料废弃物转化为氢气和化学品，可以实现废物资源化利用，减少环境污染。
其次，光催化产氢技术是一种可持续、清洁的能源生产方式，通过利用太阳能进行反应，不产生二氧化碳等有害气体，对环境友好。
此外，光催化产氢耦合塑料分解技术还具有反应速度快、反应条件温和等特点。
然而，要实现光催化产氢耦合塑料分解技术的商业化应用仍然面临一些挑战。
首先，催化剂的选择和优化是关键问题。
目前的催化剂在稳定性和活性方面仍然存在一定的局限性，需要进一步研究和改进。
其次，废塑料的分类和处理也是一个难题。
不同种类的塑料在分解过程中可能会产生不同的化学品，因此需要针对不同的塑料种类进行优化处理。
光催化产氢耦合塑料分解技术作为一种可持续、清洁的能源生产方式，具有重要的应用前景。
光酶催化综述
光酶催化综述
光酶催化是一种将生物酶催化的特异性与光催化反应的独特活性耦合的体系。
它旨在模拟自然界光合作用，实现太阳能驱动功能分子的高效、绿色合成。
通过天然酶与人工催化剂的体外组合，打破了自然界光合作用局限，有望实现温和条件下多种功能分子的高效合成。
然而，光酶催化涉及光催化和酶催化反应，涉及分子、电子和质子传递过程，属于典型复杂多相反应，从而导致其光-化学转化效率与理论值差距较大。
传统的光酶催化侧重于光催化剂的开发或光催化剂与酶的适配，而未从分子-电子-质子传递的角度来进行光酶催化的构建。
在自然界光合作用中，良好匹配的分子-电子-质子传递过程有助于阐明光酶催化中的分子-电子-质子传递现象。
为了解决光酶催化转化效率低的问题，未来的研究可以从以下几个方面进行：
1. 深入研究光酶催化的反应机理和影响因素，包括光吸收、电荷分离、质子传递等过程，以优化光酶催化的反应条件和催化剂设计。
2. 探索新型的光催化剂和酶催化剂，以提高光酶催化的转化效率和选择性。
3. 利用计算机模拟和理论化学方法，预测和设计更高效的光酶催化体系，为实验提供指导。
总之，光酶催化作为一种将生物酶催化的特异性与光催化反应的独特活性耦合的体系，具有广泛的应用前景。
未来的研究需要从反应机理、
催化剂设计、实验条件优化等方面进行深入研究，以实现光酶催化的高效、绿色合成。
几种新型光催化水质净化反应器的探讨
１２ 光催化 一膜 反应器 ．崔鹏等 设 计 了 一 种新 型 光 催 化 陶瓷 膜 分 离 集 成反 应器 （ 图 ２ 。反 应 器 由紫外 灯 、石 英 冷 如 ） 阱 、陶 瓷 膜 管 和 膜 组 件 组 成 。 石 英 冷 阱 外 径 ２ｍｍ，长 ６ ０ ８ １ｍｍ。 单 通 道 无 机 陶 瓷 膜 管 长
５ ０ ｍ，平均 孔径 分别 为 ０ ２和 ０ ８ ０ｍ ． ． ｍ，有 效膜 面
升流区，外层是降流区；反应器底部安装环状曝气
头 ，产 生气泡 ；由于上浮 气泡 的作用 ，在 升流 区和 降流 区之间产 生密度 差 ，驱使流 体夹 带 固体催化 剂 在两 区之 间循 环 流 动 。顶 部 放 大 段 形 成 缓 冲 区 使 气 、固 、液分离 ，处 理后 的上清 液流 出反应 器 。反 应器 高 ７０ ｍ，容 积 （ 流 区 、降 流 区 和底 部 折 ０ｍ 升 流区）２Ｌ ０ ，其 中 有 效 反 应 区 （ 流 区 ） 体 积 升
发展潜 力 巨大 ；同时也存 在 诸多亟 需解决 的难 题 。
１ 几种新 型反应 器
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１ １ 三 相 内循环 流化床 光催化 反应 器 ．
图 １ 三 相流 化 床 反 应 器 结 构 示 葸 图
尤 宏等 成 功 地 制 作 出 三相 内 循 环 流 化 床 光 催化反 应器 。其结 构如 图 １ 所示 ：反应 器 最里边 的 石英套 管 中放 置 紫外光源 ；中间是气 、固 、液 三相
应动力学以及光催化反应器 的设计等做 了大量细致 而 深入 的研 究 。据 Ｂａｅ 在 ２０ ｌ ｋ ０ １年 的 不 完 全 统
计 ，相关 的文献 总量 已超过 ６ ０ 。但迄 今 为止 ， ２０篇
薄膜材料在光催化领域的应用研究
薄膜材料在光催化领域的应用研究光催化技术是一种重要的环境治理和能源转换技术，其应用范围广泛，包括水处理、空气净化、能源转换等领域。
其中，薄膜材料在光催化领域的应用研究备受关注。
本文将重点探讨薄膜材料在光催化领域的应用及其研究进展。
一、薄膜材料在光催化领域的意义薄膜材料具有较大的比表面积和丰富的表面活性位点，能够有效地吸附和分解污染物。
此外，薄膜材料的晶格结构和表面形貌可通过调控工艺进行优化，从而提高催化性能。
因此，在光催化应用中，薄膜材料具有以下优势：1. 提高反应效率：薄膜材料的高比表面积和丰富的活性位点可提供更多的反应界面，增强光吸收和催化效率。
2. 降低催化剂用量：薄膜材料通过效果良好的分离功能，降低了催化剂的损失和浪费。
同样的催化效果可以通过少量的催化剂实现，提高了催化剂的利用效率。
3. 提高光稳定性：薄膜材料通过在表面形貌或晶格结构上引入助剂或掺杂离子，可以提高光稳定性，延长材料的使用寿命。
由于以上优势，薄膜材料在光催化领域的应用逐渐受到广泛关注，并取得了一系列重要研究成果。
二、薄膜材料在光催化降解有机污染物中的应用有机污染物是造成环境问题的重要源头之一，其快速降解和有效去除一直是研究的热点。
薄膜材料的高比表面积和较好的吸附性能为有机污染物的降解提供了良好的条件。
1. 二维材料：二维材料，如石墨烯和二维金属卤化物等，具有高度可调控性和强大的催化性能，成为光催化降解有机污染物的研究热点。
通过将二维材料制备成薄膜，可以实现对有机污染物的吸附和光解降解，提高降解效率。
2. 多孔材料：多孔薄膜材料，如金属有机框架材料（MOFs）和介孔材料等，具有良好的吸附性能和较大的表面积，为有机污染物的降解提供了独特的平台。
这些多孔薄膜材料可以通过调控孔结构和功能化处理，实现对有机污染物的高效吸附和分解。
3. 半导体材料：以二氧化钛（TiO2）为代表的半导体材料具有良好的光催化性能。
将TiO2薄膜制备在载体上，可提高光催化降解有机污染物的效率。
AAO及改良型工艺耦合MBR工艺应用研究综述
AAO及改良型工艺耦合MBR工艺应用研究综述标题：AAO及改良型工艺耦合MBR工艺应用研究综述摘要：膜生物反应器（MBR）是一种高度集成了生物处理和膜分离技术的先进废水处理工艺。
过去几十年，MBR工艺在废水处理领域中得到了广泛应用。
为了进一步提高MBR的处理效率和减少能耗，研究人员开始将其与其他工艺进行耦合。
AAO（反硝化-厌氧乳酸酸化-氨氧化）及改良型工艺是近年来在MBR工艺中广泛研究的耦合工艺。
本文主要综述了AAO及改良型工艺耦合MBR工艺的应用研究，并分析了其优势、挑战和发展前景。
一、引言废水处理是一项关键的环境工程工作，而MBR工艺由于其高效的处理效果和稳定的性能，成为目前最具潜力的废水处理技术之一。
然而，MBR工艺也存在一些问题，如膜污染、能耗高等。
为了克服这些问题，研究人员开始将MBR与其他工艺耦合，以提高处理效率和降低能耗。
二、AAO及改良型工艺耦合MBR工艺的基本原理AAO及改良型工艺耦合MBR工艺是将反硝化工艺、厌氧乳酸酸化工艺和氨氧化工艺与MBR工艺结合起来。
反硝化工艺主要将硝酸盐还原为氮气，以降低氮的含量。
厌氧乳酸酸化工艺可以将有机废物转化为乳酸，达到脱氢的目的。
氨氧化工艺则是通过氧化反应将氨氮转化为硝酸盐，以减少氮的含量。
通过将这些工艺耦合到MBR中，可以更高效地去除氮和有机物质。
三、AAO及改良型工艺耦合MBR工艺的应用研究目前，AAO及改良型工艺耦合MBR工艺已经在废水处理领域中得到了广泛应用。
其中，研究人员通过调节不同工艺的操作参数，如溶解氧浓度、温度、负荷等，优化了AAO及改良型工艺耦合MBR工艺的处理效果。
同时，一些研究还尝试了不同的电化学和物化学方法来改进工艺的性能，如电化学共沉淀、光催化氧化等。
四、AAO及改良型工艺耦合MBR工艺的优势和挑战与传统的MBR工艺相比，AAO及改良型工艺耦合MBR工艺具有以下几个优势：高效去除氮和有机物质、较低的能耗、较小的占地面积等。
太阳能光电催化降解有机污染物耦合制氢-PPT课件
2 研究现状
• 光电催化的基本原理和特点 • 纳米TiO2颗粒有良好的量子效应，其禁带宽度(Eg )为3. 2 eV，波长小于387 nm的紫外光照射后，价带(VB )的电子吸 收光子的能量被激发到导带(CB) 。在导带、价带分别产生 光生电子和空穴，这些载流子易复合而释放光或热，没有 复合的光生电子和空穴使TiO2表现出光催化性能。 • Ti02+hv e—+h+ (l一l) • e—+h+ 光或热 (l一2)
选题背景
• 为了解决能源问题和环境问题
• 更好地充分利用太阳能，提高光催化分解水的效 率
• 探索高效、廉价的废水资源化处理的绿色处理技 术 • 探索合成高效、稳定的复合二氧化钛纳米管技术
• 同时，目前国内外所采用污水生化处理技术对一些难降解 的有机污染物仍然达不到彻底降解的目的。而利用太阳能 光电催化降解废水中的有机污染物，不但可以使废水中的 各种有机污染物彻底降解为H2O和CO2，同时也能够产生H2， 高效地实现了从太阳能到氢能的转变。因此，把利用太阳 能来探求一种高效、廉价的污水处理资源化绿色技术已成 为当今水处理领域研究的热点。
6 可行性分析
• 在利用阳极氧化法非金属掺杂TiO2纳米管制备的过程中
实现了其晶型结构和表面特性的优化，为其更好地发挥光 催化剂的性能奠定了良好的基础。制备好的TiO2纳米管由 于其具有的特殊的外表面结构能够更好地利用太阳光。利 用非金属掺杂能够改变TiO2 的内部结构，其内部结构对太 阳光中的可见光具有较强的吸收能力。同时在光催化体系 中外加电流的作用下，可以使得光生电子迅速流动，产生 电子流，避免了电子和空穴的复合。这样，就可以在光催 化剂中维持较高的空穴浓度，使得光催化剂具有较高的光 催化活性，进而可以提高光催化效率。光催化反应器的合 理设计也会大大促进光催化剂对太阳光的有效利用，提高 光催化产氢效率和光转化效率。
光催化氧化技术进展
3.TiO2光催氧化基本原理
半导体光催化作用机理以能带理论为基础.TiO2光催 氧化基本原理可以通过以下几个过程进行解释.
〔1〕带间跃迁：当能量大于或等于TiO2禁带宽度即 波长小于378.5nm的光照射TiO2时,其价带上的电 子受光激发跃迁到导带,称为间带跃迁.
〔2〕电子-空穴对<e--h+>的产生：被激发的电子从 价带进入导带后,在导带上产生带负电的高活性光 生电子<e->,在价带上留下带正电荷的空穴<h+>, 即生成电子-空穴对.电子和空穴在电场力和扩散 的作用下迁移到TiO2粒子表面,如果粒子表面已经 存在被吸附的有机物或无机物,则更容易发生氧化 还原反应.
• 作为新型的高级氧化技术,光催化氧化法已成为环 境治理的前沿领域和研究热点,利用光催化氧化有 望实现有机物的深度矿化.现阶段实现工业化的主 要困难是催化剂的光催化效率低,氧化剂难于分离, 不能充分利用太阳能,合适载体的选择以及光催化 反应器不适合工业生产等一系列问题.不过随着这 些问题的逐步解决,光催化氧化技术在水处理领域 将会有良好的市场前景和社会经济效益.
• TiO2+hv→TiO2+e-+h+
• h++e-→复合+能量<hv'<hv或热能>
膜分离技术的研究进展
应用于工业 [2] 。 膜分离不仅可以对固体的溶质进行分离, 也可
以对溶液中溶解的气体进行分离, 随着工业的发展, 膜分离技
术已经广泛应用在包括医药、 食品、 化学等众多行业中并发挥
举足轻重的作用。 膜分离技术与常规的蒸发和蒸馏相比, 膜技
摘 要: 膜分离技术具有较好的分离效果, 作为一种新型且高效的分离技术在当前具有很广阔的发展前景, 进而得到了迅
速的发展。 目前膜分离技术日益成熟, 已在环保、 医药、 生物、 化工等领域得到了广泛的应用。 本文对膜分离技术的特点与分离
原理及其应用中存在的问题进行了综述, 且分析了不同类型常用膜技术的特点及其应用的范围, 提出了膜技术发展研究中存在的
难去除, 丢弃时很容易造成二次污染 [12-13] , 给企业带来过高的
成本。
2 常用的膜分离技术分类
膜分离作为一种新兴且高效的分离技术, 进而得到了迅速
的发展, 在日常的应用领域不断的拓展。 膜分离技术是利用膜
的选择透过性, 当前在实际应用中较为普遍的膜技术包括; 微
滤、 纳滤、 超滤、 反渗透、 电渗析等。
泛的为有机膜, 但其机械强度差, 不耐酸碱, 无法在高温下作
业, 难以满足工业需求。 无机膜受限于制造水平、 技术、 材料
等方面, 也存在着质脆易损坏、 制造成本偏高等。 并且溶液中
可能存在的颗粒会划伤膜, 膜的微孔很小, 容易被污染物堵塞
和污染, 需要定期进行清洗, 在大多数情况下, 附着的污染物
备的膜具有较高的凝结温度可实现快速的相分离, 并具有大孔
径和疏松孔结构, 处理后纤维素膜的水通量增加了 7 倍。 猪油
和食品废水纳米乳的排油率高于 98% 。 纤维素微滤膜可以以绿
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光催化-膜分离耦合技术1. 光催化-膜分离耦和技术产生背景1.1 光催化氧化技术光催化氧化技术是将具有光催化性能的材料与紫外光耦合的技术。
它是一种新型的水污染治理技术，具有高效、节能、适用范围广等特点，几乎可与任何有机物反应，常用来处理难生物降解的有机物，能将其直接矿化为无机小分子，具有广泛的应用前景。
在各种半导体光催化剂中，由于TiO 2具有光催化活性高、稳定性强和价格相对较低等独特的优点，从而受到国内外的广泛关注。
光催化剂通过吸收一个足够能量（等于或高于它的价带能Eg ）的光子激活光诱导反应（步骤4）。
即当用波长＜385nm 的光照射半导体TiO 2时，在半导体内部形成电子(e cb -)空穴(h vb +)对；电子与空穴分别能与分子氧和水发生系列反应，生成强氧化性的羟基自由基(OH·)（如图 1所示），OH·能将有机物氧化为H 2O 、CO 2 等无毒小分子。
简单的说，有机化合物在UV 灯下的光催化氧化机理可以按下式表达：图 错误！文档中没有指定样式的文字。
光催化模型：A ，电子受体；B ，电子供体。
TiO 2+hv →TiO 2(e CB -+h VB +) TiO 2(h VB +)+H 2O →TiO 2+H ++OH• （2） TiO 2(h VB +)+OH _→TiO 2+OH• TiO 2(e CB -)+O 2→TiO 2+O 2•_ O 2•_+H +→OH 2• OH 2•+HO 2•→H 2O 2+O 2 （6）（3）（4）（5） （1）TiO2(e CB-)+ H2O2→OH•+OH_ （7）H2O2+ O2•_→OH•+OH_+O2 （8）H2O2+hv →2OH• （9）有机物+OH•→降解产物（10）有机物+ TiO2(h VB+)→氧化产物（11）有机物+ TiO2(e CB-)→小分子产物（12）光催化氧化技术对病原微生物也有很好的灭活作用，李娟红等对TiO2微粒光催化杀菌机理进行了探讨，结果表明其对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、白色念珠菌在30min内的杀菌率均达到90.00%以上，并对乙肝病毒在20min内的杀灭率达到43.43%，也有可能对呼吸道病毒，如流感病毒、非典(SARS)病毒有一定的杀灭作用。
但其杀菌机理与降解有机物的机理略有不同，当前普遍认为主要有两种机理。
一种是紫外光激发TiO2产生电子-空穴对，再直接或间接与细菌的细胞作用，空穴具有非常强的氧化能力，直接氧化细胞壁、细胞膜和细胞内的组织导致细菌死亡。
另一种是光生电子或空穴先与水或水中溶解的氧反应，生成OH·或HO2·等活性氧类，在与细胞壁、细胞膜和细胞内的组成成分发生化学反应。
TiO2催化剂的使用有两种形式：一是固定于载体上，二是悬浮分散于溶液之中。
其中，悬浮态TiO2催化剂分布均匀，比表面积较涂覆式大十几倍，催化效率更高；但细小TiO2微粒(直径一般小于1μm)不易为传统的分离技术(絮凝、沉淀)分离回收，重复利用率低，排出液易产生二次污染，严重限制了其应用。
为解决此问题，国内外学者已经进行了大量的研究。
如悬浮型磁载TiO2光催化剂，它既保持了悬浮体系较高的光催化效率，又利用磁性技术实现了TiO2的回收。
但在磁性载体与TiO2结合的过程中，操作条件会影响TiO2的光催化活性，并可能通过氧化磁载材料等而影响磁分离性能。
也有很多学者采用由纳米TiO2晶粒组成的中空型，多孔状表面纳米TiO2微球来解决其回收问题。
一般来说，TiO2微球具有密度低，比表面积高等独特的优点，较大粒径的更是有利于催化剂的分离回收。
但是，TiO2微球制备方法和操作条件对其形貌的影响较大，从而影响光催化效果，且目前的制备方法均存在着一定的问题，需通过优化工艺条件或开发新型制备方法来进一步完善。
总之，当前高效、简便的TiO2光催化剂分离技术的研究对光催化技术的发展十分重要。
1.2膜分离技术膜分离技术是近20年迅速发展起来的一种新型分离、净化技术。
在水处理过程中，它是通过膜表面的微孔截留作用来达到分离浓缩水中污染物的目的，膜分离过程中一般无相变和二次污染，可在常温下连续操作，具有能耗低、设备体积小、操作方便、容易放大等优势。
膜分离过程中的驱动力可以是压力差、浓度差、局部压力差或电位差，可以依据驱动力的不同将膜分离技术区别开。
压力驱动膜可以分为微滤、超滤、纳滤和反渗透（RO）。
由于压力的驱动，溶剂和不同的溶质分子穿过膜，而其它的分子和颗粒物由于膜结构的不同被截留。
从MF到UF到RO，被分离的颗粒物或分子的尺寸（或分子量）逐渐变小，因此膜的孔径更小。
膜对物质传输的阻力增大，需要增大压力才能达到与前面相同的通量。
MF膜可以截留比0.1μm大的颗粒和溶质分子。
在UF膜中，比0.1μm大比2nm小的颗粒和溶质被分离出来。
在RO膜中，所采用的跨膜压差使溶剂分子由于渗透压的不同选择性透过，因此可以基本上完全将盐类，金属离子和小型有机分子完全分离开。
然而，膜污染问题导致膜通量下降，并缩短膜的使用寿命，尽管控制膜污染措施取得了一定的研究进展，但仍是膜分离技术发展的主要瓶颈。
1.3光催化-膜分离耦合技术优势近年发展起来的将光催化和膜分离耦合的技术可以有效地解决以上两个问题。
耦合技术不仅能保持光催化和膜分离技术工艺特性和处理能力，还能产生一系列的协同效应，从而解决单个处理工艺的缺陷。
一方面光催化剂对污染物质进行氧化降解，膜在回收光催化剂的同时，也能阻挡未能氧化的污染物质和一些中间产物，从而能较好地控制反应器中污染物质的停留时间，提高光催化降解率，保证出水有机物的完全去除；另一方面，二者的耦合能使得膜污染引起的膜通量下降问题得以解决或者减轻。
2.光催化-膜分离耦合技术的研究状况目前，催化剂的使用形式主要有两种：悬浮型和负载型。
对于负载型催化剂来说，污染物到达催化剂表面的质量传递过程受到限制，从而使得光催化效率降低。
故目前催化效率较高的悬浮型应用最广泛。
在膜分离工艺中，通常使用的膜材料主要有无机膜和有机膜两类。
一般情况下，根据使用膜材料的不同，光催化-膜分离耦合工艺的组合形式也不同。
在所有的膜分离类别中，目前仅有压力驱动膜和浓度驱动膜在光催化-膜反应器中得到应用。
2.1耦合形式在当前的研究中，光催化与膜分离技术耦合的主要形式有三种，分别为光催化剂悬浮型光催化-膜分离工艺、光催化剂负载型光催化-膜分离工艺。
2.1.1光催化剂悬浮型光催化-膜分离耦合工艺悬浮型光催化-膜分离耦合工艺不仅能将降解液与光催化剂进行分离，使光催化剂得以重复利用，保证处理过程的连续进行，解决悬浮型光催化反应器出水分离效果差、费用高和不能连续操作的缺陷。
还能选择性的截留部分污染物及其中间产物，改善出水水质。
而且，分离膜从分子角度对不同反应中间产物和反应底物的分离减少了光催化剂的投加量，缩短了水力停留时间，提高工艺经济性，为大规模工业化应用奠定了基础。
此外，TiO2可在膜表面形成亲水性凝胶层，从而有效提高膜表面的亲水性，并降解部分造成膜污染的物质，延缓膜通量衰减，降低膜污染程度。
总之，悬浮型光催化-膜分离耦合工艺既保持了悬浮型光催化反应器的高催化效率，又实现了TiO2光催化剂微粒的有效分离回收，操作简单、费用低，易于实现工艺的模型化。
根据使用膜材料的不同，悬浮型光催化-膜分离耦合工艺的组合形式也可以分为分置式和一体式两种。
有机膜分离效率高、设备简单、易操作、能耗少，但有机膜表面长时间被紫外灯照射并在光催化剂氧化作用下可能会造成膜材料的分解，有机膜分离与悬浮光催化工艺耦合大多采用分置式。
其常用的形式如图2所示，其中大部分PMR 如图2（b）所示。
（a）(b)（c）图 2 光照射不同位置的悬浮型光催化-膜分离工艺相对于分置式工艺，一体式光催化-膜分离耦合工艺的膜材料主要是无机膜。
无机膜具有耐高温、化学稳定性好、机械强度高、抗微生物能力强等优点，非常适合在工业废水中应用。
一体式耦合工艺具有结构简单、投资小和占地面积少等优点，但催化剂催化剂易沉积在膜孔道内，造成严重的膜污染。
基于有机膜与一体式耦合工艺具有各自独特的优点，解立平等人开发了新型一体式光催化氧化-膜分离三相流化床反应器（如图3）。
其中的膜组件由有机膜构成，采用颗粒状TiO2催化剂，并在膜组件底部设置的曝气装置，从而大大减轻了膜污染，并提高了反应器处理能力。
图 3 新型一体式光催化氧化-膜分离三相流化床反应器示意图2.1.2光催化剂负载型光催化-膜分离耦合工艺在负载型光催化-膜分离工艺耦合中，膜起着支撑光催化剂和截留溶液中分子的作用。
根据光光催化剂负载位置的不同，又可分为表面负载型和嵌入型（如图4）。
当使用光催化膜时，污染物的光降解发生在膜表面或膜孔径之内。
图 4 光催化剂负载型耦合工艺：（a）负载于膜上（b）负载于膜结构内部根据光催化膜制备方法的不同，又可以分为两种不同的类型：光活化层（即分离层）固定于多孔的非光活化载体上（图5-a）和分离层（非光活化）固定于多孔的活化载体上（图5-b）。
图 5 光催化膜最常用的装置是含有光活化层的光催化膜（图5-a），图6中采用了这种类型的膜。
通过照射UV等，料液中的污染物在膜的表面或孔径内降解。
光源被固定于料液侧。
渗透液可能包括水，光降解终产物，难降解污染物及它们降解的副产物。
渗透液的组分取决于污染物的物理-化学特性，及它们的降解效率和膜的分离特性。
这种装置的主要优点是可以减轻膜污染且可以增大渗透通量，因为形成的凝胶层把滤饼层的有机物分解了。
另外，研究表明二氧化钛在膜表面的沉积和在膜内的诱捕会导致膜亲水性的增大，减轻污染。
图 6 含光活化分离层的光催化膜，光源置于料液侧由非光活化层和光活化载体组成的光催化膜（图5-b）装置不太常用，图7中采用了这种光催化膜。
表层仅起着分离的作用，光催化反应发生在渗透侧，光源也置于此侧。
低分子量的污染物和水一起透过膜，然后被分解为CO2和H2O。
这种装置最主要的缺点是仅仅净化液透过。
除了渗透液，也可以得到高分子量污染物的浓缩液。
图 7 由非光活化层和光活化载体组成的光催化膜，光源置于渗透侧2.2 研究领域当前，光催化-膜分离耦和技术在实验室已大量用于处理污水处理和给水深度处理领域（见表1）。
在污水处理领域的应用最广泛，主要是用于处理含有难生物降解的偶氮染料废水和一些难生物降解的有毒有机物。
在给水领域的研究主要集中于对天然有机物的去除研究，最近几年，随着跟中消毒工艺缺陷的日益明显和光催化-膜分离耦合工艺的明显优势，日益引起重视，但发张还不成熟，还需解决很多问题。
在研究内容方面，涉及机理研究、设备研究（即组合方式研究）和操作条件优化的研究。
在机理方面，主要包括悬浮态光催化-膜分离耦合工艺中膜污染机理的研究、光催化剂对有机物、病毒的降解机理的研究等；组合方式研究方面主要探索经济、简便的最佳组合工艺；操作条件的研究旨在找出影响组合工艺处理效果因素的最佳条件，以及制备性能优良的光催化复合膜的条件。