近日，中国矿业大学材料科学与物理学院刘海顺，张响团队联合中南大学熊翔团队，在偶氮染料废水处理领域取得突破性进展。他们开发的表面活化铁基金属玻璃（SA-MG）材料，可在1分钟内实现酸性橙II（AO II）偶氮染料溶液的完全脱色，降解速率比原始材料提升25倍以上。相关研究成果发表于国际期刊《Surfaces and Interfaces》（2025, 59: 105938）。

纺织、印染等行业每年产生大量含偶氮染料的废水，这类污染物稳定性高、毒性强，传统处理方法往往需要数十至数百分钟才能完成降解。研究团队创新性地采用化学表面活化（CSA）工艺，在Fe₇₃.₅Si₁₃.₅B₉Cu₁Nb₃金属玻璃表面构建了富含纳米铜颗粒的异质层。尽管铜颗粒仅覆盖40%-60%的材料表面，却使SA-MG展现出惊人的催化活性：在pH=3、25℃条件下，20 mg/L的AO II溶液接触SA-MG后1分钟内脱色率即达99%，降解速率常数k高达1.4-7.4 min⁻¹，较原始金属玻璃提升36倍。

     该技术的核心在于构建了“局部原电池-双金属类芬顿反应”协同体系。表面活化形成的Fe/Cu微电池加速了Fe²⁺/Fe³⁺和Cu⁺/Cu²⁺的价态循环，持续产生高活性羟基自由基（·OH），高效攻击偶氮染料的N=N双键。同时，活化处理使材料表面形成易脱落的片状结构，在降解过程中不断暴露新的活性位点，实现“自清洁”效应，这也是SA-MG具备优异重复使用性的关键——经13次循环使用后，其降解速率常数仍保持在1.2以上。

      与激光处理、草酸改性等现有技术相比，CSA工艺具有显著的成本和时间优势：整个活化过程仅需在硫酸和硫酸铜溶液中各处理10秒，无需复杂设备，材料制备成本降低60%以上。实验数据显示，当SA-MG用量从0.1 g/L增加至2.0 g/L时，降解速率常数从1.4373提升至7.4824，表明该材料可根据废水浓度灵活调整用量，兼具处理效率与经济性。

    该研究得到国家自然科学基金（52371167、52304388）的支持，相关技术已申请发明专利2项。随着环保标准的日益严格，SA-MG材料有望在纺织、皮革等行业的废水处理中发挥重要作用，助力实现“双碳”目标下的绿色工业发展。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.surfin.2025.105938