近日，药学院青年教师李佳佳副教授在环境科学与生态学顶级期刊《Journal of Hazardous Materials》（IF：12.2，中科院一区，JCR一区）发表了题为“Natural redox mediator anthraquinone aloe-emodin facilitated the in-situ mineralized γ-FeO(OH) membrane for the removal of tannic acid through photocatalytic-PMS activation”（天然氧化还原介质蒽醌芦荟大黄素促进原位矿化γ-FeO(OH)膜光活化PMS去除鞣质的研究）的研究论文。

现今我国中药产业迅速发展，而在中药的浸泡、清洗、蒸煮以及有效成分提取、醇沉等加工生产环节，均会产生中药制药废水。在中药制药废水处理过程中，膜技术可有效降低废水中的固体悬浮物、化学需氧量高的污染物。中药制药废水组分复杂、成分较多，除含有生物碱、酚类、黄酮、皂苷类和萜类等药效小分子物质外，还含有蛋白质、鞣质、果胶和淀粉等中药的“共性高分子”杂质成分。相对分子质量较大且几乎没有药理活性的中药共性高分子既是中药废水分离去除的对象，又由于易黏附在膜表面是导致膜污染的主要物质基础。由此带来的膜污染会导致小分子药效成分不能完全透过、膜寿命缩短、运行效率低，增加膜工艺运行成本，这严重制约着PVDF膜在中药制药废水处理领域的应用与发展。因此，开发水通量高且抗污染性能好的功能性PVDF膜，是近几年膜分离技术领域致力攻克的难题。

本研究创新性地将芦荟大黄素（AE）和γ-FeO(OH)复合固定在PVDF膜上构成新型有机-无机氧化还原介质膜，以共性高分子污染物中的鞣质（TA）作为研究对象。AE-γ-FeO(OH)/PVDF自清洁膜（AEFP膜）在光活化PMS 45min（PMS+Vis，pH=3）的条件下，对初始浓度为70 mg/L TA溶液的降解率达到了92.8 %，同时在大黄提取废水中对TA的去除率可达60.3 %。AEFP膜在中药废水里进行过滤操作后其膜通量显著下降，采用光活化PMS手段处理后，AEFP膜在TA和大黄提取废水中的膜通量恢复率（FRR）分别为70.5 %和72 %，表明吸附在膜表面的污染物可以被光活化PMS降解，AEFP膜表现出了良好的循环稳定性。

论文探究了AE-γ-FeO(OH)/PVDF/PMS/Vis体系降解TA的机理，光激发电子（e-）可有效从γ-FeO(OH)转移到AE分子上，促使Fe(II)与Fe(III)的循环转化。这是由于AE作为助催化剂自身进行连续加氢脱氢反应，经历了从氧化态（AEox）到还原态（AERed）的转变，进而AEox和AERed间电子与质子交换的可逆反应促进Fe(II)生成Fe(III)。另外，结合淬灭实验和探针法的结果表明自由基•O2-， SO4•-和•OH在降解TA中发挥了主要作用。HPLC-MS法分析了TA的降解中间产物，并对其降解路径进行了深入的分析讨论。本研究期望能够推动含有大黄游离蒽醌的有机-无机光催化自清洁膜的拓展与应用，为开发抗污染性能好、膜通量高的自清洁膜提供实践和技术支持，进一步促进膜技术在中药制药废水处理领域中的应用发展。

药学院青年教师李佳佳副教授为文章的第一作者，长安大学王其召教授和我校唐于平教授为共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目、陕西省科技厅项目的支持。文章链接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.135464

（2024年8月16日药学院来稿）