研究發(fā)現(xiàn)：鐵基金屬玻璃有望成為治污神器

看起來就像一片普通家用錫紙，但卻可以有效去除污水中的有機物以及重金屬。近日，來自澳大利亞埃迪斯科文大學的張來昌教授團隊發(fā)現(xiàn)了一種鐵基金屬玻璃，對處理染料工業(yè)以及礦業(yè)產(chǎn)生的污水帶來了無限可能性。其研究成果發(fā)表在最新一期的國際期刊《先進材料》上。

非晶材料(金屬玻璃)是一類以金屬元素為主的固體材料。非晶材料通常通過快速冷卻熔融合金得到，最大程度保留了液態(tài)金屬的結(jié)構(gòu)，使其擁有許多優(yōu)越性能。然而，并不是所有材料都能從快速冷卻的熔融合金中得到完全非晶結(jié)構(gòu)。如何有效利用部分晶態(tài)化的非晶材料成為一項新課題。

張來昌團隊研究發(fā)現(xiàn)，在雙氧水和完全晶態(tài)化鐵基材料共同作用下，能快速降解亞甲基藍染料。他們采用高溫熱處理的方法，將金屬玻璃中原有的無序結(jié)構(gòu)重新排列，從而得到一種蘊含多相金屬間化合物的晶體材料。在熱處理的過程中，隨著溫度的升高，形成的晶粒會持續(xù)增大，這為電子在晶粒內(nèi)部的快速轉(zhuǎn)移提供了便捷通道。而且，因為多相金屬間化合物存在著明顯的電勢差，容易在材料的內(nèi)部形成無數(shù)微小的原電池，從而使電子在反應(yīng)過程中自發(fā)產(chǎn)生轉(zhuǎn)移。在污水處理中，快速的電子轉(zhuǎn)移能使污染物有效轉(zhuǎn)化為水、二氧化碳、無機小分子等無害物。也就是說，電子轉(zhuǎn)移越快，去污效率越高。

實驗結(jié)果表明，這種鐵基金屬材料比現(xiàn)有去除重金屬以及染料等有機物的技術(shù)都要快。據(jù)統(tǒng)計，使用這種新型材料處理1噸污水成本只需15美元左右。更重要的是，塊狀條帶的形式更有利于實際應(yīng)用，其可循環(huán)次數(shù)在5次以上，有著可觀的經(jīng)濟效益。(記者張曄)

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