長(cháng)江流域抗生素濃度偏高，水生態(tài)系統受到嚴重威脅。相關(guān)調查顯示，長(cháng)三角約40%孕婦尿液中檢出抗生素，近80%兒童尿液中檢出獸用抗生素。習近平總書(shū)記提出“要把修復長(cháng)江生態(tài)環(huán)境擺在壓倒性位置”，長(cháng)江流域生態(tài)環(huán)境的修復和治理，尤其是抗生素的降解消除，已成為重要研究領(lǐng)域。

光降解抗生素過(guò)程存在兩大主要技術(shù)難點(diǎn)：一是催化劑活性-穩定性權衡問(wèn)題；二是光催化降解過(guò)程傳質(zhì)換熱問(wèn)題。通過(guò)深入剖析上述兩大技術(shù)難點(diǎn)，郭凱教授團首次將微流場(chǎng)聲光反應技術(shù)應用于光催化抗生素降解過(guò)程，通過(guò)微流場(chǎng)技術(shù)、超聲技術(shù)與光化學(xué)三者間的耦合，強化傳質(zhì)傳熱過(guò)程，提升反應效率；促進(jìn)光照均勻分布，提高反應穩定性；有效調控聲空化過(guò)程，強化催化劑表面清洗更新。相較于傳統微反應技術(shù)（0.149 min-1），微流場(chǎng)聲光反應技術(shù)（1.07 min-1）可提升反應速率7.2倍；相較于釜式反應技術(shù)（0.0356 min-1），微流場(chǎng)聲光反應器中的反應速率提升30倍。同時(shí)，研究團隊通過(guò)調節催化劑形貌，設計開(kāi)發(fā)了新型p-n型異質(zhì)結催化劑，促進(jìn)光催化劑內生電場(chǎng)的形成，使得光催化抗生素降解活性提升2.33倍，光催化析氫性能提升2.6倍。

研究院院長(cháng)郭凱教授團隊自2010年起從事微化工技術(shù)理論基礎及工業(yè)應用的研究工作，具備反應機制分析、過(guò)程流場(chǎng)模擬、核心結構設計、專(zhuān)屬裝備制造、規模工程轉化等全鏈段的技術(shù)開(kāi)發(fā)能力，已實(shí)現多個(gè)精細化學(xué)品和原料藥的產(chǎn)業(yè)轉化。作為郭凱教授團隊微流場(chǎng)與外力場(chǎng)耦合工作的重要進(jìn)展，上述研究：“Controllable morphology  CoFe2O4/g-C3N4 p-n heterojunction photocatalysts with built-in electric field enhance photocatalytic performance”發(fā)表于：Applied Catalysis B: Environmental（CiteScore=30.20, IF=19.5）郭凱教授為通訊作者，何偉教授為第一作者。

全文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2022.121107