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三类可以促进催化降解性能的原电池结构

时间： 2022-08-16 11:10:39 来源：

导读大家好，小科来为大家解答以上问题。三类可以促进催化降解性能的原电池结构这个很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！解答：1、零价铁

大家好，小科来为大家解答以上问题。三类可以促进催化降解性能的原电池结构这个很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

解答：

1、零价铁(ZVI)在水污染物的还原降解和芬顿催化降解领域具有天然优势。在过去的几十年中，它受到了广泛的关注，关于改性零价铁的相关研究成果也层出不穷。与原子排列有序的零价铁和晶态铁基合金相比，铁基金属玻璃(MGs)或非晶合金的原子排列处于长程无序状态，处于热力学亚稳态，更容易发生一系列反应。目前，人们对铁基金属玻璃在催化科学领域的应用进行了大量的研究，其性能优于晶态合金。然而，近年来有文献报道铁基金属玻璃晶化后降解性能上升，为进一步提高铁基金属的催化降解性能带来了新的思路和希望。然而，晶化后提高铁基金属玻璃性能的机理尚不清楚。在这项研究中，研究人员往往专注于金属玻璃的原子排列所带来的变化，而忽略了合金成分这一关键因素。

2、最近，深圳大学谢副教授等人发现，合金成分对晶态铁基金属玻璃催化降解的影响不容忽视，尤其是硼。不同硼含量的Fe-Si-B金属玻璃的催化降解趋势差异较大：低硼含量的Fe-Si-B金属玻璃晶化后降解大大降低，而高硼含量的Fe-Si-B金属玻璃晶化后降解明显增加。同时，作者发现硼含量也会促进铁基金属玻璃的退化。结合电化学表征、TEM结构表征和DFT第一性原理计算，研究了硼对铁基金属玻璃和铁基晶态合金催化降解偶氮染料的影响。相关论文“硼在改善玻璃态铁基催化剂偶氮染料降解中的关键作用”以本期封面论文的形式发表在ChemCatChem上。

3、本文的链接：

4、 https://doi.org/10.1002/cctc.201901623

5、图1非晶合金Fe-Si-B晶化前后的物相和降解性能

6、图2不同铁基金属间化合物的电化学表征和降解性能

7、图3铁硅硼金属玻璃的透射电镜表征

8、 Fe-B基金属间化合物的DFT第一性原理计算

9、图5三个原电池的示意图

10、本文作者结合电化学表征和TEM表征提出三类可以促进催化降解性能的原电池结构：第一类原电池由非晶态结构的富铁团簇和贫铁团簇组成；第二类原电池由硼和无定形结构组成；第三种原电池由不同的颗粒组成。用DFT第一原理计算分析了Fe-B基金属间化合物的电子云密度，发现铁原子周围有更丰富的电子密度，这也为这类金属间化合物中的铁原子参与反应提供了更多的电子，从而明显提高了晶化合金的催化降解性能。实验数据分析是在深圳大学谢副教授的指导下完成的，其硕士生谢是本文的第二作者。

11、在此基础上，作者利用上述第三类原电池结构修饰了建筑级零价铁颗粒的催化降解性能，并通过球磨烧结在零价铁颗粒表面制备了疏松多孔的Fe2B颗粒(Fe-Fe2B)，研究了硼含量和烧结时间对Fe-Fe2B催化降解性能的影响。相关论文发表在《合金与化合物杂志》(JournalofAlloysandCompounds)上，标题为“用原位生长的纳米级fe2b修饰的zerovalentinon粉末大幅提高偶氮染料的降解效率”。

12、本文的链接：

13、 https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2020.155818

14、图6硼含量对Fe-Fe2B降解性能的影响

15、图7烧结时间对Fe-Fe2B降解性能的影响

16、图8Fe-Fe2B催化剂的TEM表征

17、基于原电池结构，作者设计并成功制备了性能优异的Fe-Fe2B催化剂，发现适量的硼含量(本文中为17at%)和较短的烧结时间可以明显改善催化剂表面Fe2B的含量和结构，使原电池结构有效运行，从而提高其催化性能。本文是在深圳大学谢副教授的指导下完成的，硕士生解是本文的第一作者。

18、综上所述，作者对合金成分尤其是硼的影响做了大量的研究，并通过一系列表征验证了铁基金属玻璃和晶态合金中原电池的结构，解释了铁基金属玻璃晶化后性能变化的机理，从而进一步完善了非晶合金晶化后催化降解性能变化的机理。同时，这种原电池结构与广泛应用的零价铁的结合，为未来铁基金属材料在催化方面的应用提供了新的思路。

19、深圳大学谢副教授课题组主要从事包括非晶合金在内的金属新材料的成分、结构和性能的研究，主要集中在非晶合金的强度、韧性和催化作用及其工业应用和发展。

20、编辑：李倩

本文到此结束，希望对大家有所帮助。

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