非晶合金催化降解污水:现状、影响因素与改性策略

王海群2,李春燕1,2,3,杨陇鹏2,张舒研4,苏正睿2,李春玲5,李晓诚1,2,寇生中1,2(1.兰州理工大学 省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室)(2.兰州理工大学 材料科学与工程学院)(3.兰州理工大学 温州泵阀工程研究院)(4.杭州极弱磁场国家重大科技基础设施研究院)(5.兰州理工大学 机电工程学院)
摘要:随着人类社会的快速发展,各类污水的排放量逐年增多,水污染等环境问题日益严重,寻求有效的污水处理方法已成为一种迫切需求。由于非晶合金是一种具有良好的表面活性、较低的氧化还原电位和优异的催化降解性能的亚稳态金属合金,被视作是解决以印染污水为主等各种污水的有效催化剂,目前已经在含有染料、农药等有机污染物和含有重金属、酸碱盐等无机污染物的污水处理方面开展了广泛研究,但其降解机制因污水的种类和非晶合金体系的不同而存在很大的差异,致使降解速率高低不同,因此选择合适的非晶合金成分和恰当的材料改性方法在实现污水高效降解上具有重要意义。本文就污水处理的常规技术,非晶合金的特性、潜质及其在污水处理中的应用、存在的问题等进行了总结,同时还系统介绍了各种化学参数等因素对非晶合金催化性能的影响和各种材料改性方法,以期能够为新型催化剂的研究提供有价值的参考。
关键词:非晶合金;催化降解;污水处理;改性策略

目录介绍

1 引言

2 污水处理常规方法及现状

3 非晶合金特性及污水处理潜质

4 非晶合金用于污水处理的研究现状

4.1 Fe基非晶合金

4.2 Mg基非晶合金

4.3 Al基非晶合金

4.4 Cu基非晶合金

4.5 Co基非晶合金

4.6 其他非晶合金

5 非晶合金降解性能的影响因素

5.1 催化剂用量的影响

5.2 染料浓度的影响

5.3 温度的影响

5.4 pH值的影响

5.5 过氧化物浓度的影响

5.6 光照强度的影响

5.7 表面形貌的影响

5.8 电流密度的影响

5.9 电解质浓度的影响

6 非晶合金污水处理存在的主要问题及提高催化性能的改性策略

6.1 自支撑结构设计

6.2 相结构设计

6.3 纳米粒子改性及单原子改性

6.4 交变磁场技术

6.5 高频机械振动技术

6.6 球磨处理

6.7 真空退火

7 总结与展望

 

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