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300秒內(nèi)可將污染物完全降解 新型材料提高污水治理效率
2025年03月06日 13:24:04
來源：化工儀器網(wǎng) 點擊量：263
哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院姜思達研究團隊開發(fā)出一種新型高級氧化催化劑以進行高效穩(wěn)定的廢水處理，可在300秒內(nèi)將污染物完全降解，且具有約40次的強大復(fù)用性。
水作為日常生活、工業(yè)生產(chǎn)等方面不可或缺的資源，長期以來一直被視為是取之不盡、用之不竭的。然而，隨著全球人口的增長、工業(yè)化進程的加速以及農(nóng)業(yè)活動的擴張，水資源遭受越來越嚴(yán)重的污染，加快水污染治理已成為中國乃至全球的共識。
水處理作為解決水資源污染問題的核心手段，在保障水資源可持續(xù)利用方面發(fā)揮著重要的作用。通過各種物理、化學(xué)和生物方法，水處理能夠去除水中的雜質(zhì)、污染物和有害物質(zhì)，使其達到不同的使用標(biāo)準(zhǔn)或排放標(biāo)準(zhǔn)，從而滿足工業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)灌溉、生活飲用等多方面的需求。
然而，一般的有機污水催化劑在處理污水時用一次就失效了，可利用性不高，一定程度上增加了水污染處理的成本。因此，開發(fā)一種低成本，可循環(huán)使用的材料尤為重要。
近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院姜思達研究團隊使用從廢舊金屬中提煉出的Fe元素作為原材料，運用快速凝固新技術(shù)將金屬合金制作成了一種纖維。該材料在處理污水時可以用40次，且材料并不昂貴，目前這一研究成果已經(jīng)在山東省一阻燃劑生產(chǎn)企業(yè)的污水處理中得到應(yīng)用。相關(guān)研究成果發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《先進功能材料》上。
姜思達副研究員介紹，調(diào)控材料的微觀結(jié)構(gòu)有望使其兼具優(yōu)異的催化性能和良好穩(wěn)定性，但現(xiàn)有研究主要通過熱處理手段在非晶合金中引入晶體，這種方式會對非晶基體產(chǎn)生影響。因此，使用一種可直接調(diào)控納米晶且不影響非晶基體內(nèi)部儲存的能量的手段是業(yè)內(nèi)亟需解決的難題。
在最新研究成果中，研發(fā)團隊利用該技術(shù)構(gòu)建并定制了具有納米晶/非晶異質(zhì)結(jié)構(gòu)的新型鑄態(tài)非晶合金纖維催化劑，并提供了一種新型高級氧化催化劑以進行高效穩(wěn)定的廢水處理。基于這種方法得到的合金纖維，具有優(yōu)異的催化活性和穩(wěn)定性，與等溫退火處理的脆性合金纖維相比，可在60秒內(nèi)完全降解高濃度有機污染物羅丹明B，且具有約40次的強大復(fù)用性。
研究團隊還將該合金纖維催化劑分別應(yīng)用于苯并噻唑、苯酚、磺胺二甲基嘧啶三種污染物的降解實驗中，均可在300秒內(nèi)將污染物完全降解，超越了大多數(shù)現(xiàn)有環(huán)保催化劑的性能，具有廣闊的工業(yè)應(yīng)用前景。這一研究為定制高效穩(wěn)定的污水處理催化劑提供了新的設(shè)計視角，大大提高了污水處理的效率。
素材來源：科技日報
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