铁基非晶合金降解含偶氮染料污水的性能特征与降解机理研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51871129
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    59.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0106.金属低维与亚稳材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Due to their unique structure of atoms random packing, Fe-based metallic glasses exhibit much better efficiency than that of crystalline zero-valent metals in degradation of organic dyes, and then possess great potentials in application for purifying the industrial wastewater. However, there are many fundamental issues are not well understood, such as the main factors affecting the reaction activity and the degrading efficiency of the Fe-based metallic glasses and the methods for enhancing their efficiency and stability in degradation are not clear. Then, for better application of Fe-base metallic glasses as zero-valent metals in degradation of organic dyes it is necessary to do more detail research works. In present program, detail experiments of degradation of oze-dye containing wastewater will be carried out with the zero-valent Fe-based metallic glasses, including the commercial Fe-based glassy ribbons. The influence of the composition, the local inhomogeneous structures and the morphology on the reactive activity and the efficiency of the Fe-based metallic glasses in oze-dye degradation and the related mechanism will be understood. And the correlation of composition, the local inhomogeneous structures and the morphology with the degradation property will be esdablished. The relationships of the degrading efficiency with the addition of the metallic glasses, the concentration of the oze-dye in wastewater, the reactive temperature, and pH value of the wastewater will be revealed. The effects of surface modification and heat treatment of the Fe-based glassy ribbons on the degradation efficiency will be studied and understood. The methods for enhancing the reactive activity and the degrading efficiency of the glassy alloys in degradation process of oze-dye containing wastewater will be explored, and then the related technology will be developed. The obtained results in present program will provide scientific knowledge and technological supports for high efficient degradation and purification of oze-dye containing wastewater with F-based glassy alloys, especially the low cost processing surplus of the commercial Fe-based glassy ribbon. It shows that the proposed research work is not only significant for developing glassy theory but also valuable for application in wastewater purification.
因具有原子呈长程无序排列的结构特征,铁基非晶合金具有远优于晶态零价铁的有机染料降解效率,使其具有很好的应用前景。但影响铁基非晶合金反应活性和降解效率的主要因素和进一步提升其降解效率和性能稳定性的途径仍不十分清楚。因此,有必要开展深入研究。本项目拟采用铁基非晶合金、包括其工业带材作为零价金属来降解含偶氮染料污水,通过实验研究,揭示合金成分、带材状态、局域微结构对铁基非晶合金降解效率的影响规律和影响机制,建立铁基非晶合金成分、局域结构和组织结构与降解性能间的关联,认识非晶合金添加量、偶氮染料浓度、反应温度和pH值等因素对铁基非晶合金降解效率的影响规律,探索表面处理、热处理等工艺技术对非晶合金降解效率的影响规律和提高铁基非晶合金带材降解效率和活性恢复的技术途径,为铁基非晶合金带材、特别是工业带材加工余料应用于含偶氮染料污水的降解净化提供科学依据和技术支持。研究工作具有重要理论意义和实用价值。

结项摘要

工业废水、特别是含偶氮染料污水对环境保护和可持续发展有重要影响。与常用的降解净化处理材料零价金属相比,非晶合金因其特有的结构特征,具有更高的降解效率。因此研究影响非晶合金(包括零价金属)对偶氮染料污水降解性能的主要因素,探索提升降解效率的方法不仅具有重要的学术价值,还有重要实用价值。本项目通过实验研究和深入分析,发现添加合金元素对铁基非晶合金降解性能存在显著影响,在降解性能很差的Fe73.5Si13.5B9Nb3Cu1非晶合金(工业牌号1K107,难以将初始浓度降低至50%以下)中添加8.5 at% Ni时,可大幅提升该非晶合金的降解效率,可在50分钟中内将偶氮染料浓度减低至95%以下。添加少量Cu元素可促进铁基非晶合金形成纳米尺度成分/结构不均匀性,并可显著提升其降解效率和降解活性稳定性。具有纳米尺度非均匀局域结构和自更新活化能力的Fe81Si4B14Cu1非晶合金具可在保持高降解效率的条件下至少循环使用45次。这为设计高降解活性零价铁材料提供了一种新思路。研究发现对工业化生产的铁基非晶合金带材、包括退火处理后的非晶合金带材进行轧制处理,可显著提升其对偶氮染料污水的降解效率。应力诱导的降解性能活化效果明显。这为铁基非晶合金工业废料在污水降解净化领域应用提供了新的提升降解性能的方法。实验结果表明,设计和制备的多孔镍/非晶粉末复合结构具有优异的偶氮染料污水降解性能和降解活性稳定性,这种复合结构可在重复循环使用100次时仍保持高的降解效率,其重复使用次数和效率远高于已报道的结果。发明的这种复合结构具有很好的应用前景。发现将多孔铁镍泡沫材料与金属铁粉制备成的复合结构也具有很好的偶氮染料污水降解性能和高的重复循环降解性能,且粉末表明粗糙度增加有利于提升降解性能。还发现降低偶氮染料污水中的氧含量,有利于提升碱性溶液中的降解效率。本项目研究成果对提升偶氮染料污水降解效率、促进偶氮染料污水低成本高效净化处理和环境保护具有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
An abnormal correlation between electron work function and corrosion resistance in Ti-Zr-Be-(Ni/Fe) metallic glasses
Ti-Zr-Be-(Ni/Fe)金属玻璃中电子逸出功与耐腐蚀性的异常相关性
  • DOI:
    10.1016/j.corsci.2019.108392
  • 发表时间:
    2020-04-01
  • 期刊:
    CORROSION SCIENCE
  • 影响因子:
    8.3
  • 作者:
    Gu, Jia-Lun;Shao, Yang;Yao, Ke-Fu
  • 通讯作者:
    Yao, Ke-Fu
Phase stabilities of high entropy alloys
高熵合金的相稳定性
  • DOI:
    10.1016/j.scriptamat.2019.12.041
  • 发表时间:
    2020-04-01
  • 期刊:
    SCRIPTA MATERIALIA
  • 影响因子:
    6
  • 作者:
    Luan, Heng-Wei;Shao, Yang;Yao, Ke-Fu
  • 通讯作者:
    Yao, Ke-Fu
High-quality graphene from the surface of CrFeCoNiC high-entropy alloy
CrFeCoNiC高熵合金表面的优质石墨烯
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2021.161712
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    Journal of Alloys and Compounds
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Luan Hengwei;Sun Yufei;Dong Xianqi;Li Kun;Yang Yi-Chieh;Si Jiajia;Cai Chuting;Li Jinfeng;Shao Yang;Liu Kai;Yao Ke-Fu
  • 通讯作者:
    Yao Ke-Fu
Functional 3D nanoporous Fe-based alloy from metallic glass for high-efficiency water splitting and wastewater treatment
由金属玻璃制成的功能性 3D 纳米多孔铁基合金,用于高效水分解和废水处理
  • DOI:
    10.1016/j.jnoncrysol.2021.121070
  • 发表时间:
    2021-11
  • 期刊:
    Journal of Non-Crystalline Solids
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Chen Shuang-Qin;Li Mai;Ji Qingmin;Chen Xiang;Lan Si;Feng Tao;Yao Ke-Fu
  • 通讯作者:
    Yao Ke-Fu
The complementary effects of Fe and metalloids on the saturation magnetization of Fe-based amorphous alloys
Fe和类金属对铁基非晶合金饱和磁化强度的互补作用
  • DOI:
    10.1016/j.intermet.2021.107116
  • 发表时间:
    2021-04
  • 期刊:
    Intermetallics
  • 影响因子:
    4.4
  • 作者:
    Shi Lingxiang;Hu Xinyu;Li Yehui;Yuan Guangtong;Yao Kefu
  • 通讯作者:
    Yao Kefu

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

铁基软磁非晶/纳米晶合金研究进展及应用前景
  • DOI:
    10.7498/aps.67.20171473
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚可夫;施凌翔;陈双琴;邵洋;陈娜;贾蓟丽
  • 通讯作者:
    贾蓟丽
过冷度对Fe-Ni-P-B软磁合金凝固组织的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    材料研究学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    姚可夫;张长青
  • 通讯作者:
    张长青
制备块体非晶合金高真空熔炼吸铸工艺装置的改进
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    铸造技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    谢克非;姚可夫;黄天佑;刘伟刚
  • 通讯作者:
    刘伟刚
Cu_(64)Zr_(36)非晶合金的晶化动力学
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    稀有金属材料与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    张程煜;姚可夫
  • 通讯作者:
    姚可夫
高强脉冲电流工艺参数对 Fe 基非晶合金纳米晶化的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    稀有金属材料与工程
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邱胜宝;姚可夫
  • 通讯作者:
    姚可夫

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

姚可夫的其他基金

铁基非晶软磁合金粉末材料的成分-结构-性能关联研究
  • 批准号:
    52271148
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
铁基非晶软磁合金粉末材料的成分-结构-性能关联研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
高饱和磁感强度铁基非晶合金的性能特征与影响机制研究
  • 批准号:
    51571127
  • 批准年份:
    2015
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
循环载荷处理对非晶合金结构与性能的影响
  • 批准号:
    51271095
  • 批准年份:
    2012
  • 资助金额:
    80.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
非晶合金形变剪切带的本征特性与微结构特征研究
  • 批准号:
    50971073
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    36.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
延性大块非晶合金的形变与加工硬化特征研究
  • 批准号:
    50671050
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
关闭
close
客服二维码