膜技术被广泛应用在废水处理方面，而膜污染一直是膜过滤过程中不可避免的问题，它会导致膜出水效率及质量降低，缩短膜的使用寿命以及增加耗能。超声是目前常用的清洗技术，它主要是通过清洗污染的膜表面以及孔道来提供膜的渗透量。外部的超声波产生的湍流有助于减少膜污染。但是这种抗污染方式容易损坏膜，且整个膜组件能量衰减大、能耗高。因此，本研究制备了原位震动的压电超滤膜（ZnO-CNT/PVDF）用于膜抗污染，来弥补传统超声技术的缺陷。原位合成的ZnO纳米颗粒作为成核中心有效地促进PVDF膜铁电相的形成，CNTs在膜中形成渗流网络结构。在外加交流信号的作用下，ZnO-CNT/PVDF在8 kHz下表现出最高的震动幅度。相比于PVDF膜而言，ZnO-CNT/PVDF复合膜表现出较好的抗污染性能，水恢复效率达98%。抗污能力的提高得益于压电震动能够减少由浓差极化和膜污染产生的膜阻力。此外，压电震动的抗污模式对不同荷电的污染物都是有效的。总之，本工作提供了一种利用压电膜高效抗污的自清洁技术。
本研究成果以题为“Membrane cleaning strategy via in situ oscillation driven by piezoelectricity”的论文发表于Journal of membrane science，课题组博士研究生蒲良桃为该论文第一作者，高冠道教授为通讯作者。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等资助。