今天，NewMIT小编为大家带来莱斯大学Menachem Elimelech院士团队在 Nature Water发表的最新研究。本研究指出，常规反渗透/纳滤虽能截留盐分与病原体，却难以阻挡体积小且不带电的 1,4-二噁烷等中性有机污染物（mall neutral organic contaminants, SNOCs），成为饮用水净化的“最后一公里”瓶颈。为弥补此缺口，本研究提出将催化氧化与分子筛分深度耦合的反应型纳滤（Reactive NF）体系：在膜表面及纳米孔内固定过渡金属活化位点，并在线投加PMS/PDS/H₂O₂等氧化剂，使水流通过膜的同时发生原位自由基降解，从而一步实现“分离+去除”。跨尺度机理模型揭示，高效处理的前提是保障氧化剂高效穿膜；当表面活化速率常数超过约4×10⁻⁵ ms⁻¹时，体系由反应控制转为扩散受限，继续增加催化剂已难提升去除率。进一步的模拟表明，若将催化能力按约1:20的表/里比例分布，可使去除机理随水通量从表面主导（<50 LMH）（litres per square metre per hour, LMH）自动过渡到孔内主导（>50 LMH），确保在多变运行条件下维持稳定性能。氧化剂选择方面，二价PDS因受Donnan排斥几乎仅在膜表面被活化，而单价PMS可部分渗入孔道；相比之下，H₂O₂虽渗透最深，但其•OH产率仅约2%，整体去除效率最低，凸显提升H₂O₂活化选择性的研究空间。综上，本研究通过耦合质量传输与异相Fenton-like动力学的模型，给出了氧化剂输运、催化位点布局及膜结构参数的定量设计准则，为下一代低能耗、高选择性的水处理膜技术奠定了“可计算、可放大”的理论基石。

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