近日，浙江师范大学地环学院滕佳恒副教授在膜污染控制研究领域取得重要进展。相关成果以题为“Multiscale thermodynamic insights into membrane fouling control by biochar-activated peroxymonosulfate pretreatment: Synergy of oxidation and adsorption”的研究论文在Water Research 期刊发表。（论文链接https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.124564）。Water Research是环境领域的顶级期刊，也是自然指数源刊，最新的影响因子为12.4。硕士研究生谢铭静和杨文发为论文共同一作，滕佳恒为通讯作者，浙江师范大学为第一通讯单位。
膜污染是限制超滤和纳滤等先进膜分离技术广泛应用的核心难题。如何在保持高效分离的同时，缓解有机物在膜表面形成致密污染层，是当前膜法水处理领域的前沿科学问题。针对这一挑战，该研究提出并系统揭示了生物炭（Biochar, BC）活化过硫酸盐（PMS）的预处理策略，通过氧化与吸附的协同作用，实现对膜污染的有效控制，并深入揭示了生物炭活化过硫酸盐预处理的多尺度热力学作用机制。该论文图文摘要如下所示：
研究表明，低强度氧化会促进污染物与生物炭之间的紧密结合，形成致密的污染复合层，导致膜比过滤阻力增加近15倍；而高强度氧化则能够破坏污染物间的交联作用，生成疏松多孔的污染层，使比过滤阻力降低近145倍，从而显著改善膜通量。结合密度泛函理论（DFT）计算与热力学建模，团队揭示了不同强度氧化下，污染物-生物炭复合物的水合半径、界面粘附能和化学势差异，是决定膜污染行为的关键因素。该研究成果为揭示膜污染形成与调控机制提供了新的视角，也为发展高效膜污染分离技术的设计和优化奠定了坚实的理论基础。
该成果得到国家自然科学基金项目、浙江省自然科学基金和浙江省重点研发计划的资助。
编辑：张文潇
