DOI:10.1016/j.jhazmat.2020.122250

抗生素抗性基因（ARGs）是城市污水处理厂的重要污染物，可能对生态系统造成重大危害，并且微生物污染在膜工艺中也是不可避免的。在此，由电纺纳米纤维（TFN0）制成新型正渗透（FO）膜并进一步浸渍二氧化钛（TiO2）（TFN1）纳米颗粒和二氧化钛/银复合纳米颗粒（TiO2/AgNPs）（TFN2）。比较了FO膜的抗菌性能及对四环素抗性基因（TRGs）的抑制作用。表征结果表明，TiO2/AgNPs均匀分散在聚砜（PSf）纳米纤维中，形成了一种具有优良物理化学性质、过滤性能和抗生物污染性能的TFN2膜。细胞活力分析表明，TFN2膜的抗菌效果明显优于TFN1膜，约65%的大肠杆菌细胞与TFN2膜接触后死亡。TFN2膜对TRB和TRGs的截留率高于TFN1膜。TFN2膜在FO模式下（活性层面向进料溶液）的TRG渗透率分别比TFN0和TFN1膜低39.62%和33.02%。用TiO2/AgNPs纳米复合材料改性的FO膜有望去除废水处理厂废水中的ARGs和病原体。

图1.（a）TiO2纳米颗粒和（b）TiO2/AgNPs纳米复合颗粒的TEM图像。（c）TiO2/AgNPs纳米复合颗粒的HRTEM。

图2.（a）PSf0纳米纤维的TEM显微照片。（b）PSf1纳米纤维。（c）PSf2纳米纤维。（d）PSf1纳米纤维的元素图。（e）PSf2纳米纤维。

图3.不同纳米纤维基底的SEM图像和纤维直径分布。

图4.PSf0、PSf1和PSf2纳米纤维基底的XRD光谱。

图5.（a）TFN2膜的顶层聚酰胺形态、（b）截面图和（c）放大截面图。（d）各种FO膜的FTIR光谱。

图6.纳米纤维基材和FO膜表面的水接触角。

图7.FO膜在圆盘扩散试验中的抑菌圈试验。准备用于所有测试的三个平行样品，TFN2膜显示出明显的抑制区，而其他膜样品则没有明显的现象。

图8.在SEM下（a）TFN0、（b）TFN1和（c）TFN2膜上的大肠杆菌细胞的细菌形态；（d）通过与TFN0膜上的活菌数量比较，归一化FO膜的抑制率。

图9.TFN2膜发挥抗菌作用的流程图。

图10.FO模式下TFN0、TFN1和TFN2膜的过滤污染测试：（a）多次过滤循环和清洁实验（0-60分钟，水； 61-120分钟，二次废水；121-180分钟，水；181-240分钟，二次废水）；（b）在生物污染实验中，运行8小时后的归一化水通量（进料溶液为1 L二次废水，提取溶液为1 M NaCl溶液）。

图11.在（a）FO模式和（b）PRO模式下，FO膜的水通量和TRB渗透率。

图12.门水平上不同水样中微生物的分布。

图13.（a）TRGs的渗透率，（b）TRG和int1在NaCl溶液中的相对丰度（标准化为16S rRNA），以及（c）四种类型的TRGs在不同操作条件下的渗透率。