本发明涉及一种分离膜及其制备方法和应用，具体涉及以碳纤维及其复合材料为载体、具备催化臭氧氧化功能的水处理用分离膜及其制备方法和应用，属于膜技术领域。
背景技术：
城市污水成分十分复杂，常规的生物处理法处理时间长、设备占用面积大，对部分有机污染物难以处理，现有从城市污水厂达标排放的处理退水或再生水厂中生产的再生水中含有一定量的难降解有机污染物，包括多环芳烃类、杂环类、有机氰化合物、多氯联苯、农药、染料、环境激素以及个人护理品等，对人类和环境有很大危害。通过新型污染控制技术彻底破坏难降解的有机污染物和灭活容易再次致活的病原微生物，达到低毒无害排放，一直是污水再生回用领域被不断研究的重要问题。
膜分离技术因占地面积小、工艺设计灵活、自动化程度高等特点已成为当前国际上最重要的水处理技术之一。其中，纳滤膜分离技术由于可高效快速分离水中绝大部分小分子污染物，已成为水质深度净化研究的热点。由于纳滤膜较小的孔径范围(1～5nm)和半透膜特性，使得其可以截留水体中的大部分污染物质，从而应用于各种行业的水软化与净化、物质分离和浓缩、脱色和除味等。然而在实际应用过程中，纳滤仍存在如下关键技术问题：(1)纳滤膜易污染且清洗困难；(2)膜通量仍有待于进一步提高；(3)对部分小分子污染物去除作用有限；(4)浓水需进一步处理。
催化臭氧氧化技术是基于臭氧的高级氧化技术，它将臭氧的强氧化性和催化剂的吸附、催化特性结合起来，能较为有效地解决有机物降解不完全的问题。臭氧高级氧化催化剂按催化剂的相态分为均相催化臭氧化和多相催化臭氧化，在均相催化臭氧化技术中，催化剂分布均匀且催化活性高，但缺点明显，催化剂易流失、不易回收并产生二次污染，运行费用较高，增加了水处理成本；多相催化臭氧化法利用固体催化剂在常压下加速液相氧化反应，催化剂以固态存在，易于与水分离，二次污染少，但催化剂使用效率相对较低。
基于膜技术和催化臭氧氧化技术的优缺点，专利号为zl201310603496.7的专利技术“多相催化臭氧氧化-纳滤组合装置及其净水消毒的方法”采用多相催化臭氧氧化过程与纳滤膜分离过程串联耦合，实现了降解与分离污染物的深度净化功能，具有提高溶解氧含量、提高后续膜产水率和减轻膜污染等作用。但是，这种工艺组合净化方法在实际应用中仍然存在以下不足：①工艺产水效率低；②纳滤膜易受到臭氧分子的破坏。
技术实现要素：
本发明的目的，是提供一种自支撑的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜及其制备方法和应用，该复合分离膜具有较高的催化臭氧氧化性能和优良的膜渗透性能，并实现了对污水和再生水同时进行催化臭氧氧化分解与膜截留过滤分离污染物的一体化深度净化功能。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
一种碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜，其是由碳纤维复合材料彼此交错构成分离膜，该碳纤维复合材料为碳纤维上负载氧化钛和/或氧化硅，碳纤维与氧化钛和/或氧化硅的质量比为1∶0.04～0.49；碳纤维复合材料的直径为200～1000nm，分离膜的厚度为200～700μm，膜孔径范围为20～150nm。
如上所述的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜，优选地，所述碳纤维是由聚丙烯腈纤维烧结而成。
如上所述的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜，优选地，所述碳纤维复合材料是由含有氧化钛和/或氧化硅前驱体的聚丙烯腈纤维烧结而成。
如上所述的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜，优选地，所述氧化钛前驱体为钛醇盐，所述氧化硅前驱体为硅醇盐；优选地，所述钛醇盐为钛酸四丁酯或异丙醇钛，所述硅醇盐为正硅酸甲酯或正硅酸乙酯。
另一方面，本发明提供如上所述碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的制备方法，该方法包括如下步骤：
i.配制复合纺丝液
将聚丙烯腈、氧化钛和/或氧化硅前驱体和n，n-二甲基甲酰胺均匀混合，其中，聚丙烯腈的质量百分比为6％～18％，氧化钛和/或氧化硅前驱体的质量百分比为1％～9％，余量为n，n-二甲基甲酰胺；
ii.制备聚丙烯腈基纤维膜
采用电纺丝方法将步骤i配制的复合纺丝液制成聚丙烯腈基纤维膜，聚丙烯腈基纤维的直径为250～2000nm，制备每平米纤维膜，复合纺丝液的用量为100～250ml；
iii.热处理干燥和炭化
将步骤ii制备的聚丙烯腈基纤维膜加热干燥，然后于150～280℃保温0.5～5h，进一步通入惰性气体，升温至600～1000℃保温0.5～5h，降至室温，即得碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜。
如上所述的制备方法，优选地，所述步骤ii的具体操作如下：
将步骤i配制的复合纺丝液加入到电纺丝仪的料液器中，料液器安装有针状金属喷嘴；电纺丝仪的操作条件为：料液器推动速度为1～2ml/h，纺丝电压为10～20千伏，喷嘴与接收板的距离为9～16cm，制备每平米纤维膜复合纺丝液的用量为100～250ml。
又一方面，本发明提供一种碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜，其是采用如上所述的方法制备的。
再一方面，本发明提供如上所述的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜在去除污水中有毒有害污染物领域的应用，用所述碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜对待净化水体同时进行界面吸附、截留过滤和催化臭氧氧化。
如上所述的应用，优选地，所述待净化水体为微污染地表水、水源水或再生水。
如上所述的应用，优选地，所述应用的具体方法为：将待处理污水通过复合分离膜，膜两侧的压差为0.02～0.20mpa，复合分离膜对水中有机污染物进行吸附和截留分离；同时进行臭氧曝气，复合分离膜层被激活产生羟基自由基等活性物质，从而在膜吸附的同时截留物质发生氧化还原反应实现降解。
在针对水源水处理或微污染地表水净化时，膜制备过程中应强化复合分离膜对不同类别污染物的吸附和截留性能，宜采用较低质量比的聚丙烯腈(pan)粉末、较高质量比的正硅酸乙酯并溶解于n，n-二甲基甲酰胺(dmf)作为复合纺丝液配方。实际水质净化工艺中，为保障膜产水率和污染物去除效果，膜两侧压差宜大于0.05mpa。
在针对再生水深度处理时，膜制备过程中应强化复合分离膜对难生物降解有机污染物的催化和截留性能，宜采用较低质量比的聚丙烯腈(pan)粉末和钛酸四丁酯并溶解于n，n-二甲基甲酰胺(dmf)溶液作为复合纺丝液配方。实际水质净化工艺中，为兼顾膜产水率和催化降解效果，膜两侧压差宜大于0.1mpa。
在针对地表水预处理或污废水深度处理时，膜制备过程中应强化其对不同类别污染物的催化性能，宜采用较高质量百分比的聚丙烯腈(pan)粉末、较高质量百分比的氧化钛和氧化硅的前驱体复配，并溶解于n，n-二甲基甲酰胺(dmf)溶液作为复合纺丝液配方。在实际预处理或深度处理工艺中，为确保界面吸附效果、延长催化反应时间、提高催化降解性能，膜两侧压差宜小于0.1mpa。
本发明的有益效果在于，本发明利用电纺丝法首先制备含氧化钛和/或氧化硅前驱体的聚丙烯腈(pan)基纤维复合分离膜，然后经过预氧化和惰性气体保护下高温碳化处理，形成碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜。由于膜材料是由纳米纤维材料构成的功能分离膜，不仅提高了膜的渗透性能，而且形成的碳纤维复合材料具有较高的催化臭氧氧化活性。因此，本发明的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜与传统的分离膜相比，具有催化降解和膜分离多功能一体性，并保障了较高的产水率。
本发明复合分离膜的膜孔径范围为20～150nm，常温下膜渗透系数达2000～7000l/(m2hmpa)。在微污染地表水处理、污水及再生水深度净化方面，可以作为流程的主要工艺单元，或主要工艺单元的预处理工艺与深度处理工艺使用。当待处理水通过复合分离膜时，膜两侧的压差为0.02～0.20mpa，复合分离膜对水中有机污染物进行吸附和截留分离；同时进行臭氧曝气，复合分离膜层被激活产生羟基自由基等活性物质，从而在膜吸附的同时截留物质发生氧化还原反应实现降解。对于微污染地表水、水源水或再生水，其总有机碳去除率高达90％，codcr浓度降低66～72％，对含单一有机污染物的污(废)水中污染物去除率为75～83％。该复合分离膜实现了膜分离、催化降解和灭菌等多单元一体化，减少了投资和占地面积，同时制备和应用工艺简单，易于大规模工业生产和应用。
附图说明
图1a为复合纺丝液中pan浓度为6％的碳纤维复合分离膜的扫描电镜正视图，碳纤维复合材料平均直径约为200nm。
图1b为复合纺丝液中pan浓度为18％的碳纤维复合分离膜的扫描电镜正视图，碳纤维复合材料平均直径约为1000nm。
图2a为对比例1制备的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的扫描电镜(sem)照片。
图2b为实施例1制备的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的扫描电镜(sem)照片。
图2c为实施例2制备的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的扫描电镜(sem)照片。
图2d为实施例3制备的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的扫描电镜(sem)照片。
图3a为对比例1制备的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的扫描电镜(sem)横断面图。
图3b为实施例1制备的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的扫描电镜(sem)横断面图。
图3c为实施例2制备的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的扫描电镜(sem)横断面图。
图3d为实施例3制备的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的扫描电镜(sem)横断面图。
具体实施方式
下面通过具体实施例，进一步说明碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜制备方法及其应用。
实施例1
针对含有天然有机物(noms)、致病细菌、藻类等的水源水处理或微污染地表水净化时，可应用以下条件制备碳纤维负载二氧化硅催化臭氧氧化复合分离膜。步骤是：
第一步，复合纺丝液配制
量取质量百分比为8％的聚丙烯腈(pan)粉末、9％的正硅酸乙酯和83％的n，n-二甲基甲酰胺(dmf)，三者混合起来边搅拌边加热至40℃，直至聚丙烯腈粉末全部溶解，制备出均匀的复合纺丝液。
第二步，pan基纤维复合分离膜制备
将配置好的纺丝溶液加入到电纺丝仪(生产厂家：北京新锐佰纳科技有限公司；型号：teadfs-101型)的料液器中，料液器安装有针状金属喷嘴。设置电纺丝仪的操作条件为：料液器推动速度为2ml/h，纺丝电压为20千伏，与接收板的距离为16cm。制备每平米纤维膜复合纺丝液的用量为150ml。
第三步，热处理干燥和炭化
在真空烘箱中放入制备好的pan基纤维复合分离膜干燥1h，然后在马弗炉中放入干燥后的复合分离膜，在空气氛围中从室温升温至280℃保温5h，进一步通入惰性气体，升温至1000℃保温5h，然后以500℃/h降至室温，制备完成。
检测结果：碳纤维负载二氧化硅催化臭氧氧化复合分离膜平均孔径为50～100nm，复合膜渗透系数约为3500l/(m2hmpa)。膜面平整且呈网状交叉结构，布满碳纤维负载二氧化钛复合纤维。
图2b为制备的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的扫描电镜(sem)照片，扫描电镜加速电压为10kv，放大倍数5000倍，沿垂直于复合膜方向拍摄。照片可见，由于配制纺丝液时采用的pan质量百分比较低，经静电纺丝制备、热处理干燥和炭化后，所形成的碳纤维负载二氧化硅催化臭氧氧化复合分离膜上纤维平均直径约为500nm，由于硅醇盐(正硅酸乙酯)在纺丝液中的质量百分比较高，经碳化后的膜面复合纤维直径分布相对不均、但仍由纤维网状交叉结构构成。
图3(b)为制备的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的扫描电镜(sem)横断面图。图中扫描电镜加速电压为10kv，放大倍数75-200倍，沿平行于复合膜方向拍摄。由图可见，由于配制纺丝液时采用的pan质量百分比较低，经静电纺丝制备、热处理干燥和炭化后，所形成的碳纤维负载二氧化硅催化臭氧氧化复合分离膜较薄，膜平均厚度约为200μm，由于硅醇盐(正硅酸乙酯)在纺丝液中的质量百分比较高，经碳化后的膜截面由多层纤维网状交叉结构形成。
实施例2
针对含有持久性有机污染物、环境激素、个人护理品等污水处理厂排放出水深度处理时，可以用以下条件制备碳纤维负载二氧化钛催化臭氧氧化复合分离膜。步骤是：
第一步，复合纺丝液配制
量取质量百分比为8％的聚丙烯腈(pan)粉末、1％的钛酸四丁酯溶液和91％的n，n-二甲基甲酰胺(dmf)溶液，三者混合起来边搅拌边加热至80℃，直至聚丙烯腈粉末全部溶解，制备出均匀的复合纺丝液。
第二步，pan基纤维复合分离膜制备
将配置好的纺丝溶液加入到电纺丝仪(生产厂家：北京新锐佰纳科技有限公司；型号：teadfs-101型)的料液器中，料液器安装有针状金属喷嘴。设置电纺丝仪的操作条件为：料液器推动速度为1ml/h，纺丝电压为10千伏，与接收板的距离为9cm，制备每平米纤维膜复合纺丝液的用量为250ml。
第三步，热处理干燥和炭化
在真空烘箱中放入制备好的pan基纤维复合分离膜干燥5h，然后在马弗炉中放入干燥后的复合分离膜，在空气氛围中从室温升温至150℃保温0.5h，进一步通入惰性气体，升温至600℃保温0.5h，然后以50℃/h降至室温，制备完成。
检测结果：碳纤维负载二氧化钛催化臭氧氧化复合分离膜孔径为平均孔径为20～50nm，复合膜渗透系数约为2000l/(m2hmpa)。膜面平整且呈网状交叉结构，布满碳纤维负载二氧化钛复合纤维。
图2c为制备的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的扫描电镜(sem)照片，扫描电镜加速电压为10kv，放大倍数5000倍，沿垂直于复合膜方向拍摄。由图可见，由于配制纺丝液时采用的pan质量百分比较低，经静电纺丝制备、热处理干燥和炭化后，所形成的碳纤维负载二氧化硅催化臭氧氧化复合分离膜上纤维平均直径约为500nm，经碳化后的膜面纤维直径仍然较为单一、由纤维网状交叉结构构成等特点。
图3(c)为制备的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的扫描电镜(sem)横断面图。图中扫描电镜加速电压为10kv，放大倍数75-200倍，沿平行于复合膜方向拍摄。由图可见，由于配制纺丝液时采用的pan质量百分比较低，经静电纺丝制备、热处理干燥和炭化后，所形成的碳纤维负载二氧化硅催化臭氧氧化复合分离膜厚度适中，膜平均厚度约为500μm，经碳化后的膜截面由多层纤维网状交叉结构形成。
实施例3
针对含有悬浮固体颗粒、noms、细菌、藻类等的微污染地表水预处理或难降解有机污染物的污废水深度处理时，可以用以下条件制备碳纤维负载二氧化钛/二氧化硅催化臭氧氧化复合分离膜。步骤是：
第一步，复合纺丝液配制
量取质量百分比为18％的聚丙烯腈(pan)粉末、1.5％的正硅酸甲酯溶液、7.5％的异丙醇钛溶液和73％的n，n-二甲基甲酰胺(dmf)溶液，四者混合起来边搅拌边加热至60℃，直至聚丙烯腈粉末全部溶解，制备出均匀的复合纺丝液。
第二步，pan基纤维复合分离膜制备
将配置好的纺丝溶液加入到电纺丝仪(生产厂家：北京新锐佰纳科技有限公司；型号：teadfs-101型)的料液器中，料液器安装有针状金属喷嘴。设置电纺丝仪的操作条件为：料液器推动速度为1.5ml/h，纺丝电压为15千伏，与接收板的距离为13cm，制备每平米纤维膜复合纺丝液的用量为100ml。
第三步，热处理干燥和炭化
在真空烘箱中放入制备好的pan基纤维复合分离膜干燥2h，然后在马弗炉中放入干燥后的复合分离膜，在空气氛围中从室温升温至200℃保温2h，进一步通入惰性气体，升温至800℃保温2h，然后以100℃/h降至室温，制备完成。
检测结果：碳纤维负载二氧化钛催化臭氧氧化复合分离膜孔径为平均孔径为50～150nm，复合膜常温下的渗透系数为7000l/(m2hmpa)。膜面平整且呈网状交叉结构，布满碳纤维负载二氧化钛复合纤维。
图2d为制备的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的扫描电镜(sem)照片，扫描电镜加速电压为10kv，放大倍数5000倍，沿垂直于复合膜方向拍摄。由图可见，由于配制纺丝液时采用的pan质量百分比较高，经静电纺丝制备、热处理干燥和炭化后，所形成的碳纤维负载二氧化硅催化臭氧氧化复合分离膜上纤维平均直径约为1000nm，尽管采用了正硅酸甲酯溶液、异丙醇钛溶液作为复配配方，但经碳化后的膜面纤维直径仍然较为单一、由纤维网状交叉结构构成等特点。
图3(d)为制备的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的扫描电镜(sem)横断面图。图中扫描电镜加速电压为10kv，放大倍数75-200倍，沿平行于复合膜方向拍摄。由图可见，由于配制纺丝液时采用的pan质量百分比较高，经静电纺丝制备、热处理干燥和炭化后，所形成的碳纤维负载二氧化硅催化臭氧氧化复合分离膜较厚，膜平均厚度约为600μm，经碳化后的膜截面由多层纤维网状交叉结构形成。
实施例4制备碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜
第一步，复合纺丝液配制
量取质量百分比为6％的聚丙烯腈(pan)粉末、1％的正硅酸乙酯和93％的n，n-二甲基甲酰胺(dmf)，三者混合起来边搅拌边加热至40℃，直至聚丙烯腈粉末全部溶解，制备出均匀的复合纺丝液。
第二步，pan基纤维复合分离膜制备
将配置好的纺丝溶液加入到电纺丝仪(生产厂家：北京新锐佰纳科技有限公司；型号：teadfs-101型)的料液器中，料液器安装有针状金属喷嘴。设置电纺丝仪的操作条件为：料液器推动速度为2ml/h，纺丝电压为20千伏，与接收板的距离为16cm。
第三步，热处理干燥和炭化
在真空烘箱中放入制备好的pan基纤维复合分离膜干燥1h，然后在马弗炉中放入干燥后的复合分离膜，在空气氛围中从室温升温至280℃保温5h，进一步通入惰性气体，升温至1000℃保温5h，然后以500℃/h降至室温，制备完成。
检测结果：碳纤维负载二氧化硅复合材料平均直径约为200nm。
图1(a)为复合纺丝液中pan浓度为6％的pan基纤维复合分离膜的扫描电镜正视图。
实施例5制备碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜
第一步，复合纺丝液配制
量取质量百分比为18％的聚丙烯腈(pan)粉末、3％的钛酸四丁酯溶液和79％的n，n-二甲基甲酰胺(dmf)溶液，三者混合起来边搅拌边加热至80℃，直至聚丙烯腈粉末全部溶解，制备出均匀的复合纺丝液。
第二步，pan基纤维复合分离膜制备
将配置好的纺丝溶液加入到电纺丝仪(生产厂家：北京新锐佰纳科技有限公司；型号：teadfs-101型)的料液器中，料液器安装有针状金属喷嘴。设置电纺丝仪的操作条件为：料液器推动速度为1ml/h，纺丝电压为10千伏，与接收板的距离为9cm。
第三步，热处理干燥和炭化
在真空烘箱中放入制备好的pan基纤维复合分离膜干燥5h，然后在马弗炉中放入干燥后的复合分离膜，在空气氛围中从室温升温至150℃保温0.5h，进一步通入惰性气体，升温至600℃保温0.5h，然后以50℃/h降至室温，制备完成。
检测结果：碳纤维负载二氧化硅复合材料平均直径约为1000nm。
图1(b)为复合纺丝液中pan浓度为18％的pan基纤维复合分离膜的扫描电镜正视图。
对比例1：
作为对比，同时制备无负载碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜，步骤是：
第一步，pan纺丝液配制
量取质量百分比为12％的聚丙烯腈(pan)粉末和88％的n，n-二甲基甲酰胺(dmf)溶液，两者混合起来边搅拌边加热至80℃，直至聚丙烯腈粉末全部溶解，制备出均匀的pan纺丝液。
第二步，pan纤维分离膜制备
将配置好的纺丝溶液加入到电纺丝仪(生产厂家：北京新锐佰纳科技有限公司；型号：teadfs-101型)的料液器中，料液器安装有针状金属喷嘴。设置电纺丝仪的操作条件为：料液器推动速度为1.5ml/h，纺丝电压为15千伏，与接收板的距离为13cm，制备每平米纤维膜复合纺丝液的用量为200ml。
第三步，热处理干燥和炭化
在真空烘箱中放入制备好的pan纤维分离膜干燥2h，然后在马弗炉中放入干燥后的分离膜，在空气氛围中从室温升温至200℃保温2h，进一步通入惰性气体，升温至800℃保温2h，然后以100℃/h降至室温，制备完成。
检测结果：无负载碳纤维催化臭氧氧化分离膜平均孔径为50～100nm，碳纤维膜渗透系数为4000l/(m2hmpa)。膜面平整且呈网状交叉结构。
图2a为制备的无负载的碳纤维催化臭氧氧化分离膜的扫描电镜(sem)照片，扫描电镜加速电压为10kv，放大倍数5000倍，沿垂直于复合膜方向拍摄。由图可见，由于配制纺丝液时采用的pan质量百分比较高，经静电纺丝制备、热处理干燥和炭化后，所形成的无负载的碳纤维催化臭氧氧化分离膜上纤维平均直径约为1000nm，经碳化后的膜面纤维直径仍然较为单一、由纤维网状交叉结构构成等特点。
图3(a)为制备的碳纤维催化臭氧氧化复合分离膜的扫描电镜(sem)横断面图。图中扫描电镜加速电压为10kv，放大倍数75-200倍，沿平行于复合膜方向拍摄。由图可见，由于配制纺丝液时采用的pan质量百分比较高，经静电纺丝制备、热处理干燥和炭化后，所形成的无负载的碳纤维催化臭氧氧化分离膜较厚，膜平均厚度约为700μm，经碳化后的膜截面由多层纤维网状交叉结构形成。
实施例6碳纤维负载二氧化硅催化臭氧氧化复合分离膜用于水源水预处理
××水库为北京城区供水水源，水质：总有机碳初始浓度为3.05mg/l，菌落总数为560个/ml，叶绿素a初始浓度为3.25mg/m3；进水流量为5l/h，取水水量为50.0l。
应用实施例1中的碳纤维负载二氧化硅催化臭氧氧化复合分离膜预处理净化水源水。室温条件下，采用错流过滤的方式将待处理水源水通过泵流过膜测试单元。在膜两侧压差为0.1mpa下膜过滤的同时，采用臭氧发生器通过射流曝气的方式在催化臭氧氧化复合分离膜进行反应，臭氧投加浓度为2.5mg/l。结果见表1，处理1小时后出水水质基本稳定，出水总有机碳浓度为0.30mg/l，其总有机碳处理效率达到90％以上，菌落总数为18个/ml，叶绿素a浓度为0.26mg/m3。经过深度处理，codmn和微生物菌落总数两项指标已达到了饮用水水质标准gb/t5750-2006。
运行1小时后，复合分离膜通量相比膜压实后的稳定通量略有衰减，但与常规超滤膜(膜孔径为0.22um)相比，膜通量衰减程度显著放缓，表明了该膜在对水源水预处理过程中具有一定的自洁净抗污染性能；将复合分离膜从膜组件中取出并进一步经显微镜检验，膜面结构完整，膜表面有部分微生物尸体和细菌残骸等附着膜表面，验证了该膜对含有微生物、细菌等的水源水具有较强的灭菌性能。
表1碳纤维负载二氧化硅催化臭氧氧化复合分离膜用于水源水预处理效果
实施例7碳纤维负载二氧化钛催化臭氧氧化复合分离膜用于再生水深度净化
北京××再生水厂出水，水质：codcr浓度为24.9mg/l，悬浮物浓度为26.0mg/l，氨氮浓度为2.26mg/l；进水流量为10l/h，取水水量为50l。
应用实施例2中的碳纤维负载二氧化钛催化臭氧氧化复合分离膜深度净化再生水。室温条件下，采用错流过滤的方式将待处理再生水通过泵流过膜测试单元。在压差为0.2mpa下膜过滤的同时，采用臭氧发生器通过射流曝气的方式在催化臭氧氧化复合分离膜进行反应，臭氧投加浓度为5.0mg/l。结果见表2，处理2小时，出水水质基本稳定，codcr浓度为8.51mg/l，悬浮物浓度为7.0mg/l，氨氮浓度为0.82mg/l；codcr和氨氮两项水质指标已达到地表水iii类标准，可以作为高品质再生水进行循环回用。
运行2小时后，复合分离膜通量相比膜压实后的稳定通量无显著衰减，表明了该膜在再生水深度净化过程中具有较好的自洁净抗污染性能；将复合分离膜从膜组件中取出并进一步经显微镜检验，膜面结构完整，无显著污染层形成，且未发现显著坏点或膜面缺陷点。
表2碳纤维负载二氧化钛催化臭氧氧化复合分离膜用于再生水深度净化效果
实施例8碳纤维负载二氧化钛/二氧化硅催化臭氧氧化复合分离膜用于污(废)水深度处理
北京××实验室含酚废水，主要污染物组分为双酚a，进水浓度约为10mg/l；进水流量为5l/h，取水水量为100l。
应用实施例3中的碳纤维负载二氧化钛/二氧化硅催化臭氧氧化复合分离膜处理含酚废水。室温条件下，采用错流过滤的方式将待处理地表水溶液通过泵流过膜测试单元。在压差为0.02mpa下膜过滤的同时，采用臭氧发生器通过射流曝气的方式在催化臭氧氧化复合分离膜进行反应，臭氧投加浓度为7.5mg/l。结果见表3，处理4小时，出水水质稳定后，其处理效率达到75％。经过进一步处理，达到了回用水水质标准。
运行4小时后，复合分离膜通量相比膜压实后的稳定通量无显著衰减，表明了该膜在对单一组分的污(废)水深度处理过程中具有较好的运行稳定性；将复合分离膜从膜组件中取出并进一步经显微镜检验，膜面结构完整，未发现显著坏点或膜面缺陷点。
表3碳纤维负载二氧化钛/二氧化硅催化臭氧氧化复合分离膜用于污(废)水深度处理