用于水处理中更高效光降解的表面微透镜

全球对清洁水的需求要求可持续技术以净化受污染的水。高效太阳能驱动光降解是一种可持续的废水处理策略。本工作中，我们展示利用聚合物微透镜（MLs）可将水中微污染物的光降解效率提升约 2–24 倍。这些微透镜由表面纳米液滴的原位聚合制备。我们发现水中的光降解效率（{\eta}）与所有 MLs 焦点强度之和近似线性相关，尽管从副产物的化学分析未检测到光降解路径的差异。在给定表面积上总功率相同的情况下，与使用非图案化基底上的异质 MLs 相比，有序阵列使 {\eta} 翻倍。ML 阵列更高的 {\eta} 可能归因于同一平面上焦点产生的耦合效应，其创造高局部活性物种浓度以进一步加快光降解速率。作为 ML 增强水处理的的概念验证，MLs 形成于玻璃瓶内壁，该瓶用作待处理水的容器。瓶中由 MLs 功能化的三种代表性微污染物（诺氟沙星、磺胺嘧啶与磺胺甲恶唑）的光降解比在正常瓶中快 30% 至 170%。我们的发现表明，ML 增强光降解或可导向一种无需大型太阳能收集器尺寸的高效太阳能水净化方法。此方法可能尤其适用于偏远地区的便携透明瓶。