科技日报记者 朱虹
“一般的有机污水催化剂在处理污水时用一次就失效了，而我们研发的材料可以用40次。”哈尔滨工业大学材料科学与工程学院姜思达副研究员介绍，目前这一研究成果已经在山东省一阻燃剂生产企业的污水处理中得到应用。
他提到的材料并不昂贵。记者了解到，该研究团队使用从废旧金属中提炼出的Fe元素作为原材料，运用快速凝固新技术将金属合金制作成了一种纤维。相关研究成果发表在国际学术期刊《先进功能材料》上。
水资源的可持续管理是一项严峻的全球性挑战，高级氧化方法正在成为解决环境水污染的有前途的解决方案。而这一方法的有效性在很大程度上取决于其催化剂的性能，Fe基非晶合金最近显示出比其他催化剂更好的催化性能。然而，现有环境催化剂无法同时具有优异的催化活性和超强的稳定性，阻碍了其更广泛的应用。
姜思达副研究员介绍，调控材料的微观结构有望使其兼具优异的催化性能和良好稳定性，但现有研究主要通过热处理手段在非晶合金中引入晶体，这种方式会对非晶基体产生影响。因此，使用一种可直接调控纳米晶且不影响非晶基体内部储存的能量的手段是业内亟需解决的难题。
研究团队从2018年开始，对可控制冷却速率的熔体抽拉制备合金纤维技术进行系列研究。在最新研究成果中，研发团队利用该技术构建并定制了具有纳米晶/非晶异质结构的新型铸态非晶合金纤维催化剂，并提供了一种新型高级氧化催化剂以进行高效稳定的废水处理。基于这种方法得到的合金纤维，具有优异的催化活性和稳定性，与等温退火处理的脆性合金纤维相比，可在60秒内完全降解高浓度有机污染物罗丹明B，且具有约40次的强大复用性。
研究团队还将该合金纤维催化剂分别应用于苯并噻唑、苯酚、磺胺二甲基嘧啶三种污染物的降解实验中，均可在300秒内将污染物完全降解，超越了大多数现有环保催化剂的性能，具有广阔的工业应用前景。这一研究为定制高效稳定的污水处理催化剂提供了新的设计视角。
（受访者供图）
