磁电子材料与器件研究组

     非晶合金由于其特殊的无序原子结构和非平衡亚稳特性，表现出很多优于晶态合金的物理化学性能。作为催化剂、软磁材料、生物材料和磁制冷等功能材料，表现出很好的应用前景。近年来人们发现铁基、镁基、钴基等非晶合金在使偶氮染料褪色方面具有优异的性能，其褪色速率可以达到相应晶态合金的几十甚至上百倍。然而其褪色速率随着溶液pH值的升高会迅速降低。考虑到实际染料污水很多都是碱性溶液，因此开发在碱性溶液中可以快速褪色的非晶合金体系对促进其应用有重要意义。

    本课题组王军强研究员指导的研究生王佩佩等人与上海大学王刚教授合作，发现铝基非晶合金在可以在较宽pH范围内都可以快速降解偶氮染料，而且在碱性(pH=12)和酸性(pH=2)溶液中比中性条件下降解速率快1.5倍和189倍。酸性和碱性溶液褪色过程基本符合一级反应机制。中性溶液中褪色经历了两个过程：首先是偶氮键在非晶合金还原作用下的降解过程，然后是第一阶段析出的氢氧化铝絮状沉淀吸附偶氮染料的褪色过程。氢氧化铝吸附偶氮染料属于物理过程，速率更快，褪色较彻底。通过对合金表面结构和元素成分的研究表明，在酸性和碱性溶液中发生去合金化反应，铝元素首先反应，表面形成富镍和富钇纳米多孔层，这种纳米多孔结构可以起到增强染料吸附的作用，加快染料褪色降解过程。这些结果表明铝基非晶合金在染料污水褪色中有良好的应用前景。相关结果发表在J. Alloys Compounds 701 (2017) 759.