具有长期反应活性的纳米尺度非均匀性诱导自更新铁基非晶合金

来源：中国科学材料

铁基非晶合金作为亚稳态新型零价铁，具有高活性亚稳态结构、较大的残余应力和高密度低配位点等特性，在催化和废水处理中引起了广泛的关注；但由于腐蚀产物沉淀覆盖活性位点，非晶合金的反应活性随着时间的推移而逐渐降低，导致耐用性差。腐蚀产物沉淀造成长期反应活性降低也是阻碍传统晶态零价铁技术在废水处理领域应用的主要问题之一。

近日，清华大学姚可夫教授和邵洋副教授等人在Science China Materials上发表研究论文，通过在铁基非晶合金中引入纳米尺度的化学不均匀性，有助于构成局部原电池效应，加速电子在降解过程中的转移，可以有效地克服上述问题。更重要的是，非晶合金中的零价铁被选择性腐蚀/脱合金，导致反应区域局部体积收缩和裂纹形成，裂纹扩展使沉淀腐蚀产物和反应区域自剥落。因此，可以连续提供新的低配位，消除质量传递和反应活性恶化的问题。

本文所制备的具有成分不均匀的铁基非晶合金即使在中性溶液中也具有良好的长期反应活性和自更新性能。

图1 制备的铁基非晶合金Fe-MGI对橙II溶液的降解。

图2 制备的Fe-MGI与报道的零价铁的循环稳定性比较。

研究结果不仅为废水处理提供了一种新材料，而且为设计高活性零价铁材料提供了一种新思路。

该研究成果最近发表于Science China Materials, 2019, doi: 10.1007/s40843-019-1205-5。