抗生素在环境水体中的残留是严峻的新兴污染问题。光催化膜技术将光催化降解与膜物理分离集成于一体，为解决低浓度抗生素的深度净化提供了可能。然而，传统光催化膜面临两大瓶颈：一是光催化剂（如TiO₂）光生电子-空穴对极易复合，导致量子效率低下；二是光催化降解速率慢，在连续过滤的短暂停留时间内，抗生素分子与活性自由基的接触几率不足。构建具有高效电荷分离的肖特基异质结光催化膜，是破解这两大瓶颈的有力策略。本研究以经典的TiO₂为光催化剂，以导电二维材料MXene（Ti₃C₂Tₓ）为助催化剂和导电粘结剂，制备了高性能的TiO₂/MXene肖特基结光催化膜。

  制备过程中，先将TiO₂纳米管与单层或少层的Ti₃C₂Tₓ MXene纳米片在水溶液中通过静电自组装形成紧密的异质结构，然后通过真空抽滤将其均匀沉积在尼龙微滤膜基底上。由于MXene具有金属级的导电性和比TiO₂更低的功函数，当两者紧密接触时，TiO₂导带上的光生电子会自发地流向下方的MXene，在界面处形成一个内建电场（肖特基势垒）。该势垒像一个“电子单向阀”，极其有效地将光生电子从TiO₂中快速抽取并转移到导电的MXene网络中，极大地抑制了电子-空穴对的复合，从而让留在TiO₂价带的高氧化能力空穴（h⁺）能更持续地参与氧化反应。

  在模拟太阳光照射下的动态过滤实验中，该光催化膜对水中磺胺甲噁唑的单次通过去除率，在膜面停留时间仅为几秒钟的条件下，仍然高达90%以上，远优于纯TiO₂膜。其卓越性能归因于肖特基结导致的载流子高效分离、MXene为光催化反应提供的额外反应面积，以及膜孔内对流传质的增强。同时，MXene的引入使膜表面亲水性大幅增强，在过滤天然有机物（如腐殖酸）溶液时，展现出优异的抗污染能力，通量衰减极低。该研究为设计兼具高通量、高活性和强抗污染能力的新一代二维材料基光催化膜提供了清晰的指导。

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