随着工业化推进，含油及染料废水已成为严重的水污染源。2026年是“十五五”开局之年，在“双碳”目标引领下，强化水环境治理与污染物减排成为生态文明建设的关键任务。膜分离技术因高选择性、低能耗等优势，被认为是高效水处理的重要途径。然而，实际应用中油滴和染料分子的吸附沉积易导致膜污染，造成通量衰减和效率下降，制约了其长期稳定运行。因此，开发兼具高分离效率与抗污染能力的新型功能膜材料，对于突破技术瓶颈、推动绿色水处理发展、服务国家“双碳”战略具有重要意义。

针对上述问题，williamhill威廉希尔孟祥民副教授课题组研究生白海潮围绕自清洁纳米纤维膜在复杂废水处理中的应用开展系统研究，构建了具有压电光催化性质的多功能超亲水自清洁纳米纤维膜（图1）。经系统优化后的纳米纤维膜，在复杂乳液体系中的水通量可达2492 L·m^-2·h^-1，油分离效率和染料吸附率均达到99%。同时，得益于纤维膜中银改性钛酸钡（Ag-DBT）优异的压电光催化性能，该膜在90 min内对甲基蓝染料的降解率可达约99%，并在多次循环实验中保持超过90%的水通量恢复率和低于10%的不可逆污染率，表现出优异的自清洁能力与循环稳定性。相关成果以《Self-cleaning nanofiber membranes for sustainable dual removal of oils and dyes from wastewater》为题发表于国际期刊《Chemical Engineering Journal》（中科院一区，IF=13.2），论文第一作者为williamhill威廉希尔硕士研究生白海潮，williamhill中国为第一单位，通讯作者为孟祥民副教授。

图1 PAN-PEI/Ag-DBT膜的压电光催化机理

此外，课题组针对油包水乳液分离过程中易发生界面污染的问题，进一步构建了兼具物理与化学自清洁功能的超疏水光催化纳米纤维膜。本部分研究利用静电纺丝结合原位生长技术，在PAN纳米纤维膜表面协同构筑TiO₂纳米颗粒与十八烷基三甲氧基硅烷（OTMS），形成具有微米级花簇和纳米突起分级结构的复合界面，使纳米纤维膜兼具优异的超疏水性能（水接触角>154°，滑动角<5°）和光催化活性。经系统优化后的纳米纤维膜，表现出优异的油包水乳液分离性能（2388 L·m^-2·h^-1的高油通量和99.9%的水分离效率），并可在150 min内实现约99%的亚甲基蓝降解和自清洁性能。循环实验表明，通过超疏水物理自清洁与光催化化学自清洁的协同作用，纳米纤维膜在多次运行后仍保持超过83%的油通量恢复率和低于17%的不可逆污染率，展现出优异的抗污染性能与运行稳定性。相关研究成果以《Self-cleaning nanofiber membrane for efficient oil-water separation and dye degradation》为题发表于国际期刊《Journal of Cleaner Production》（中科院一区，IF=10.0），论文第一作者为williamhill威廉希尔硕士研究生白海潮，williamhill中国为第一单位，通讯作者为孟祥民副教授。

图2 PAN/TiO₂/OTMS膜的制备流程图

上述研究为复杂工业废水、海洋溢油污水的高效治理提供了新的研究思路和技术支撑，相关成果得到山东省自然科学基金、“海洋十年”等项目的资助。