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研究發(fā)現(xiàn):鐵基金屬玻璃有望成為治污神器

時(shí)間:2018-11-14 16:59:53    來源:科技日?qǐng)?bào)    

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(jī)物以及重金屬。近日,來自澳大利亞埃迪斯科文大學(xué)的張來昌教授團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了一種鐵基金屬玻璃,對(duì)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(jìn)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(xiàng)新課題。

張來昌團(tuán)隊(duì)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(lán)染料。他們采用高溫?zé)崽幚淼姆椒?,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(yùn)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(huì)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?yàn)槎嘞嘟饘匍g化合物存在著明顯的電勢(shì)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(jī)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(shí)驗(yàn)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(jī)物的技術(shù)都要快。據(jù)統(tǒng)計(jì),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(shí)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(jì)效益。(記者張曄)

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