水资源短缺是全球范围内日益严重且持续增长的问题之一，然而关于其发展过程的了解却很少。[1],[2] 研究表明，随着全球人口的增长，淡水压力也在增加。[3] 根据联合国的预测，到2030年，地球上50%的人口将生活在水资源严重短缺的地区。[4] 尽管联合国指出水资源危机主要是一个治理问题，[5],[6] 但目前面临的水资源短缺挑战迫使人们需要开发改进水资源管理策略和技术进步。[7] 此外，随着地下和地表新的污染物不断出现，[8][9] 水处理技术的进步变得尤为重要。[10] 已有的且成本较低的科学技术进展有助于解决水资源短缺问题。[10] 常用于水处理的四种基本技术包括物理、机械、生物和化学方法。[11] 然而，每种技术都受到废水特性的限制。[12] 过滤水是通过材料去除或降低颗粒物浓度的过程，通常结合使用物理、化学和生物技术。[11],[14] 要获得足够的淡水，现有的过滤技术需要进一步改进。膜分离技术由于其高效性和成本效益，几十年来一直受到广泛研究。[16]
多年来，环境污染导致了各种严重的社会和生态问题，对人类福祉和生物多样性构成了重大威胁。废水中含有有机污染物，例如四环素（TC），这是一种广泛应用于农业、人类医学和动物饲料中的抗生素。四环素污染的主要原因是其在动物和人体内的稳定性较高且代谢缓慢。[17] 在高浓度下，这些污染物对人类具有生命威胁。令人担忧的是，大约80%的市政和工业废水在未经过处理达到排放标准的情况下直接排放到环境中。[18]
近年来，人们对包括多孔碳材料在内的多孔材料的兴趣显著增加，这是因为这些材料具有优异的孔结构和较大的比表面积，使其适用于催化、化学传感器和分子分离等多种应用。[19],[20],[21] 这些材料也可用于膜技术。[22],[23],[24]
其他方法，如高级氧化工艺（AOPs），包括光催化、芬顿反应和臭氧氧化，也被用于降解或去除有机污染物。[25] 各种半导体催化剂，如TiO2、[26],[27] ZnO、[28],[29] ZnS、[30],[31] Fe2O3、[33] CdS[34],[35] 及相关化合物，在光降解污染物方面被广泛研究并证明具有高效性。使用这些光催化剂有助于缓解一些问题，例如降低二次污染的风险和操作成本。[37] 然而，它们的应用受到一些限制，如催化剂腐蚀导致的低效率、宽禁带间隙、容易团聚以及电子-空穴对快速复合等问题。[38] 为了克服这些挑战，已经进行了大量研究。各种异质光催化剂和混合材料（包括过渡金属半导体与量子点、贵金属、非金属、石墨烯衍生物和碳纳米管或纤维的组合）已被用于在可见光和紫外光照射下光降解染料和其他有机污染物。[39-41]
人们一直在探索使用聚合物材料来净化水中的污染物，并将其应用于废水处理。[42] 在本研究中，我们研究了基于已知嵌段共聚物模板和陶瓷（TiO2和TiO2-CdS）颗粒的多孔碳纳米纤维的 Development，以探讨其在水处理中的潜在应用。我们之前发表的工作和本研究表明，这些通过静电纺丝技术制备的杂化材料具有较高的表面积，能够利用碳-光降解的协同效应。此外，牺牲型嵌段共聚物的模板效应增强了陶瓷颗粒的暴露，进一步提高了光催化性能。与均聚物PAN基系统不同，PAN-b-PBA嵌段共聚物模板通过PBA块在约427°C下的选择性热分解实现了可编程的多孔性，从而产生了可调的孔结构，提高了活性位点的可及性。[43],[44] 与其他嵌段共聚物系统（例如PAN-g-PDMA或PAN-b-PMMA）相比，PAN-b-PBA具有更易加工的特点，并且热分解窗口易于控制，便于实现大规模的静电纺丝和碳化。[45] 此系统还具备其他报道的碳-半导体光催化复合材料的优势，即结合了II型TiO2-CdS异质结和氮掺杂的多孔碳支架，形成了可回收的纤维结构，实现了电荷分离的协同效应以及催化剂的实际回收性。
