【摘 要】
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据统计,印染行业中所使用的偶氮染料占比高达70%,然而未经妥善处理的偶氮染料废水肆意排放将对生态环境造成极大的破坏。近年来,铁基非晶态合金在处理偶氮染料废水时具有较好的降解偶氮染料性能、成本低、操作简单以及二次污染少等优势而备受关注,但非晶态合金的降解机理尚不明朗、类金属元素添加作用不明以及如何提升降解效率等问题限制了其在工业上的应用,因此针对上述问题开展相关工作具有重要的科学意义和应用价值。本文
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据统计,印染行业中所使用的偶氮染料占比高达70%,然而未经妥善处理的偶氮染料废水肆意排放将对生态环境造成极大的破坏。近年来,铁基非晶态合金在处理偶氮染料废水时具有较好的降解偶氮染料性能、成本低、操作简单以及二次污染少等优势而备受关注,但非晶态合金的降解机理尚不明朗、类金属元素添加作用不明以及如何提升降解效率等问题限制了其在工业上的应用,因此针对上述问题开展相关工作具有重要的科学意义和应用价值。本文中系统地研究了相同成分的非晶态合金与晶态合金在降解金橙Ⅱ偶氮染料时的性能差异,并对其进行了机理分析,进一步探究了晶化程度以及小尺寸的类金属元素掺杂对降解性能的影响,主要研究内容如下:（1）通过研究名义成分为Fe83Si3B14的晶态合金与非晶态合金两种带材在降解过程中的差异性,对比发现非晶态带材具有更高的反应活性,降解效率相较于晶态带材高出66.82%,并且带材中的Si元素能与O结合生成Si O2脱落从而刷新活性位点。在对比温度对降解性能的影响中发现,提升相同的温度,非晶态合金的降解效率提升幅度是晶态合金的两倍。（2）探究了小尺寸类金属元素掺杂对Fe83Si3B14降解性能的影响,研究发现P的掺杂有利于局部Fe元素的暴露,从而提升了8.7%的降解效率。进一步对Fe83-x Si2.5B12P2.5Cx（x=0.5,1,1.5,2）进行微量的C掺杂,研究发现能够拓宽材料的一、二次晶化温度差ΔT,提升材料的非晶形成能力,当碳掺杂量在一个原子比时,材料的ΔT最大并且降解效率相较于单独掺杂P的基础上又提升了10.41%。（3）选取ΔT最大的Fe82Si2.5B12P2.5C1成分做晶化程度对降解性能影响的探究,实验结果发现内应力的消除以及晶化程度的增加都将降低带材的降解效率,这是由于非晶态合金是一种亚稳态材料,具有高的反应活性,当非晶态合金消除内应力以及发生晶化行为时,材料会趋向稳定状态发展,从而降低了带材的降解能力。通过分析同成分晶态与非晶态Fe-Si-B系合金的降解能力,得出非晶态合金具有优秀降解性能的原因;对Fe-Si-B系非晶合金做小尺寸元素掺杂用以提升材料的降解效率。本论文研究内容及结果对于理解非晶合金降解过程及做成分优化具有重大指导意义,可进一步促进Fe-Si-B系非晶合金在染料废水处理中的应用。
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