[發明專利]高效有機廢水降解非晶合金及其用途和制備方法

有效

• 申請號: 201610024528.1
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN105779908B
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 邱克強;任英磊;岳春雨;王廷灃;于國華
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學;唐山曹妃甸天川環保科技有限公司
• 主分類號: C22C45/00
• 分類號: C22C45/00;C22C1/02;C02F1/00;C02F1/58
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙)21115
• 代理人: 周智博,宋鐵軍

技術領域：本發明涉及材料和環保領域，具體指一種高效有機廢水降解非晶合金及其用途和制備方法。

背景技術：據估計，80％的世界人口正面臨著水安全問題和與水有關生物多樣性的風險其中染料廢水作為高濃度有機廢水，具有組成復雜、色度深、COD濃度高等特點，長期以來都是廢水治理方面的難點，而且其中的某些有毒物質可以使人體和生物產生致癌、致畸和致突變。大多數染料中包含苯環高分子等復雜有機化合物。據估計大約有12％的紡織染料被作為染料廢水排放。如果這些有機染料被排放到地表和地下水中，沒有得到有效降解,將對環境和人類健康造成嚴重威脅，因此開發有效的材料或方法處理廢水中的有機染料成為環境治理的重要任務之一。

目前，處理顏料廢水包括物理、生物和光化學法。各種脫色方法從經濟性、技術性、對環境影響和實用性考慮都有一定的缺陷。活性炭吸附方法是較傳統的物理過程，其將染料分離卻不能降解。生物降解法通常用來降解特殊的有毒的偶氮染料，適用范圍較窄。高級氧化法的降解效果則主要取決于催化材料的選擇。

最近發現Fe基非晶較傳統的零價晶態Fe粉能更有效降解各種有機廢水[YANG J F,BIAN X F,BAI Y W,LV X Q,WANG P.Rapid organism degradation function of Fe-based alloys in high concentration wastewater,J Non-Crystalline Solids.2012,358:2571–2574.]，這源于非晶合金具有獨特的原子結構和特殊的物理和化學性能，一方面，非晶相本身均勻的微觀組織和不存在晶界等特點，使其具備耐腐蝕性。另一方面，非晶態屬于亞穩態，即組份原子保持在遠離平衡狀態的位置，因此非晶態合金一般具有良好的催化性能。相對Fe基非晶，非晶態的零價鎂具有更強的活性。Wang[WANG J Q,LIU Y H,CHEN M W,LOUZGUINE-LUZGIN DV,INOUE A,PEREPEZKO J H.Excellent capability in degrading azo dyes by MgZn-based metallic glass powders.Scitentific Reports,2012,5:1-3.]等利用球磨制備了Mg₇₃Zn_21.5Ca_5.5非晶粉末，其與偶氮顏料的反應效率是球磨Fe基非晶粉的20倍。為了改善球磨制粉效率低下問題，Zhao[ZHAO Y F,SI J J,SONG J G,YANG Q,HUI X D.Synthesis of Mg-Zn-Ca metallic glasses by gas-atomization and their excellent capability in degrading azo dyes[J].Material Science and Engineering B.2014,181:46–55.]研究了氣體霧化Mg_63+xZn_32-xCa₅(x＝0，3，7和10)粉末的非晶形成能力和顏料廢水處理效果。發現，Mg-Zn-Ca合金在氣體霧化條件下，形成非晶的最高Mg含量不超過70at.％，而這一含量直接影響廢水的處理效果。

發明內容：

發明目的：

本發明提供一種可用于工業有機廢水降解的高效有機廢水降解非晶合金及其用途和制備方法，其目的在于解決以往所存在的問題。

技術方案：

高效有機廢水降解非晶合金，其特征在于：所述的合金成分表示為Mg_aZn_bCa_c，下標為原子百分數，其中a+b+c＝100。

當b＝0時，a和c的控制范圍為86≤a≤88，12≤c≤14。

當c＝0時，a和b的控制范圍為70≤a≤75，25≤b≤30。

當a、b、c均不為零時，a、b、c的控制方為為75≤a≤77；20≤b≤22；2≤c≤5。

利用該成分通過單軌甩帶法獲得非晶結構的薄帶材料。

通過該成分所制備的非晶態薄帶材料用于有機廢水處理。

條帶的結構用X射線掃描儀表征，所采用的廢水為每升水含有200mg有機顏料作為考察對象，非晶條帶的投放數量為2g/100ml溶液，采用目測法觀察廢水溶液顏色隨時間的變化。