过氧乙酸（PAA）是一种新型绿色氧化剂。将催化功能与膜分离集成构建催化膜，是提升传质和反应效率的有效途径。FeOCl是一种高效的芬顿和类芬顿催化剂，但其导电性差，限制了其在电化学和催化膜领域的应用。MXene（Ti₃C₂Tₓ）具有金属级导电性、亲水性和独特二维层状结构。将两者通过静电自组装和真空抽滤制备成交替堆叠的异质结膜，旨在利用MXene的优异导电性作为FeOCl活化PAA的“电子高速公路”，同时利用MXene规整的二维层间通道作为纳米限域反应器。
实验结果表明，在流动模式下，极低浓度的PAA溶液（0.1mM）与该膜接触后，即被活化产生CH₃C(O)O•和·OH。含磺胺甲噁唑（SMX, 5mg/L）的废水单次穿透膜（停留时间<5秒），其去除率即可高达98%以上，展现了极快的反应动力学。其性能远优于单独FeOCl膜或MXene膜。对膜间微环境的分析（通过荧光分子探针）证实了纳米限域效应的存在——PAA和SMX在MXene层间被显著富集，局部浓度是溶液本体的数十倍。
在连续运行和清洗循环中，该异质结膜的通量恢复率极高（>95%），展现了优异的抗有机污染能力。MXene赋予膜的亲水性和表面负电荷，使其在处理含有牛血清蛋白和腐殖酸的真实水体时，膜污染速率显著减缓。该研究将二维异质结、纳米限域催化和膜分离三者创造性地集成，为开发超快、高效、抗污染的催化膜用于水深度处理开辟了新方向。这一技术平台有望推广至其他类型的催化氧化体系。
