International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials

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综述

Darwin Michell Cheje Machaca, Amilton Barbosa Botelho Junior, Thamyres Cardoso de Carvalho, Jorge Alberto Soares Tenório, Denise Crocce Romano Espinosa

2024, 31(12): 2537-2555. doi: 10.1007/s12613-024-2934-4

中文摘要(482) PDF(47) SpringerLink

摘要:
铜是能量转换过程必不可少的金属，主要通过湿法和火法从黄铜矿中获得。该过程产生的风险和有害影响引起了人们对环境和人类安全的广泛关注，凸显了对更为有效且环保的湿法冶金方法的需求。本综述着重介绍了目前处理复杂黄铜矿的有效工艺，如氧化浸出、生物浸出和加压浸出。氧化浸出浸出条件温和，且氧化剂的引入具备一定优势。生物浸出是一种非侵蚀性的方法，铜的提取效率逐渐提高，并已探索使用铜的一次资源和二次资源。加压浸出高效、选择性强，随着研究的不断深入其在商业上更具竞争力。本文也为进一步推进该领域的研究提供了重要数据。

综述

失效三元锂电池中有价金属回收利用综述

廖浩, 张深根, 刘波, 何学峰, 邓纪新, 丁云集

2024, 31(12): 2556-2581. doi: 10.1007/s12613-024-2895-7

中文摘要(1740) PDF(19) SpringerLink

摘要:
三元锂离子电池(LIBs)以其能量密度高、工作温度范围宽、循环性能优异等优点被广泛应用于新能源汽车和电子产品中。随着电池产业的快速发展，由于废旧三元锂电池回收利用的经济价值和环境问题而成为一个热门话题。迄今为止，已有大量文献报道了废旧三元锂电池的回收利用，旨在为电池回收提供一种高效、经济、环保的方法。本文从研究和实际生产两方面综述了各种废旧三元锂电池回收技术的最新进展，包括预处理、火法冶金、湿法冶金、火法-湿法冶金和直接再生。根据每种方法的优缺点，提出了应对挑战的建议。最后，通过比较各种技术的可行性和经济效益，总结了电池回收面临的挑战，并提出了未来的发展方向。

综述

深地质处置条件下乏燃料处置容器用纯铜的腐蚀技术和策略：综述

乔岩欣, 王天宇, 陈志林, 王俊, 李成涛, 陈健

2024, 31(12): 2582-2606. doi: 10.1007/s12613-024-2949-x

中文摘要(383) PDF(36) SpringerLink

摘要:
核能利用产生的高放射性核废料的安全处置是一个十分常见且具有一定挑战性的问题。目前永久处置高放废物的可行方法包括将其装入耐腐蚀容器，然后将其深埋在地质储存库中。在此过程中，研究的重点在于保证容器的耐久性和完整性。本文介绍了在深部地质处置环境下使用铜(Cu)作为腐蚀屏障来控制核废料容器腐蚀的各种技术和策略。总体来说，这些防腐蚀技术和方法已经被应用在实际生产中，并成功地解决了一些铜处置容器在深地质储存库永久处置过程中遇到的腐蚀问题。例如铜的腐蚀机制表现为表面粗糙化；铜涂层缺陷处的腐蚀损伤累计可能导致涂层分层失效；硫化物膜的形态、结构和性质因地下水化学而异等。这篇综述的主要目的是对核废料容器(UFC)在受到深层地质储存库条件影响时所遇到的腐蚀环境变化进行广泛的研究并侧重于解决潜在的腐蚀问题和预测UFC的服役寿命。

综述

直接激光增材制造陶瓷研究进展综述

赵大可, 毕贵军, 陈杰, WaiMeng Quach, 冯然, Antti Salminen, 牛方勇

2024, 31(12): 2607-2626. doi: 10.1007/s12613-024-2960-2

中文摘要(594) PDF(33) SpringerLink

摘要:
现代工业对成型-烧结一体化的迫切需求激发了陶瓷直接增材制造技术的发展。在各种增材制造技术中，直接激光增材制造（DLAM）由于无需模具和粘合剂以及仅需一步即可灵活制造陶瓷的特点，受到陶瓷制备和增材制造领域持续和广泛的关注。在过去的十多年中，利用DLAM制备高性能陶瓷取得了显著和令人鼓舞的进展，这些材料包括Al₂O₃、ZrO₂、Al₂O₃/ZrO₂、SiC等。然而，孔隙和裂纹缺陷以及由此导致的几何尺寸有限、力学性能不足等挑战，阻碍了DLAM制造陶瓷部件在高端设备中的实际应用。本文对DLAM技术制备多种陶瓷材料的研究进展进行了批判性评述，涵盖几何性能、裂纹与孔隙、表面粗糙度等成形质量及抑制策略，同时关注微观组织和力学性能以及提升方法。最后，本文对该领域当前面临的挑战、未来研究机会和潜在应用进行了总结和展望。

综述

质子交换膜燃料电池用金属双极板表面耐腐蚀涂层的研究进展

刘佳明, 胡倩, Sandrick Sabola, 张越, 独彪, 王显宗

2024, 31(12): 2627-2644. doi: 10.1007/s12613-024-2946-0

中文摘要(349) PDF(21) SpringerLink

摘要:
在质子交换膜燃料电池（PEMFCs）领域中，双极板（BPs）在分配反应气体、收集电流、促进产物水的排出和冷却电堆方面发挥着关键作用。相比传统的石墨双极板，金属双极板具有出色的可加工性、合理的成本、更高的功率密度和机械强度，逐渐成为主流选择。目前，发展金属双极板的主要挑战是提高其在酸性条件下的耐蚀性和导电性，因此需要在表面制备各种涂层以确保优异的性能。本综述总结并对比了八种双极板涂层的研究进展及其性能，包括贵金属、碳化物、氮化物以及a-C/金属化合物复合涂层等，其中特别关注的是双极板涂层长期导电性和耐蚀性之间的平衡问题。在当前的技术参数中，a-C/金属化合物复合涂层同时具有良好且稳定的导电性与耐蚀性，被认为是最有前途的一种金属双极板涂层。文章最后展望并提出了各类涂层未来在PEMFCs中的制造和应用中可能面临的挑战。

研究论文

以动态表面张力和溶剂化视角研究乙醇对两种咪唑离子液体捕收剂浮选效率的差异性影响

程潜, 雷泽锐, 梅光军, 陈建华

2024, 31(12): 2645-2656. doi: 10.1007/s12613-024-2835-6

中文摘要(455) PDF(22) SpringerLink

摘要:
在深入研究离子液体作为捕收剂应用于矿物浮选的过程中，采用了乙醇(EtOH)为溶剂溶解疏水离子液体(ILs)，以简化药剂制度。由此观察到一些特殊现象，即EtOH对两种结构相似的ILs的浮选效率有不同的影响。纯矿物试验中， 1-十二烷基-3-甲基咪唑氯(C₁₂[mim]Cl)浓度为1 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹时，与C₁₂[mim]Cl（水溶剂）相比， C₁₂[mim]Cl（EtOH溶剂）浮选石英的回收率从23.77%提高到77.91%。但在相同条件下，1-十二烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(C₁₂[mim]PF₆)浮选石英的回收率从60.45%下降到24.52%。ILs浓度为 1 × 10⁻⁵ mol·L⁻¹的 EtOH浓度条件试验，以及EtOH体积比2%的ILs浓度条件试验证实了这种差异。混合矿浮选中，C₁₂[mim]Cl（EtOH溶剂）的赤铁矿精矿品位和回收率相比于C₁₂[mim]Cl（水溶剂）显著降低，而C₁₂[mim]PF₆（EtOH溶剂）的赤铁矿精矿品位和回收率却大幅提高。基于浮选中观察到的泡沫差异，进行了两相气泡观测试验。在充气过程中，EtOH使两种ILs的泡沫高度均提高。停止充气后，两者静态泡沫消泡速度均加快，其中C₁₂[mim]PF₆泡沫消泡速度极快。讨论中采用动态表面张力效应和溶剂化效应来解释EtOH对两种ILs差异性影响背后的原因和机制。后又通过傅里叶红外(FT-IR)、x射线光电子能谱(XPS)和Zeta电位测试验证了溶剂化效果。虽然EtOH会对浮选过程中ILs在矿石表面的吸附产生负面影响，但其抑制浮选充气过程中的泡沫兼并，并加速静态泡沫消泡速度的特性具有好的发展价值。这也使得C₁₂[mim]PF₆混合矿浮选中出现了更强的二次富集效应，即使在无抑制剂条件下也能实现有效的混合矿石分离。

研究论文

基于可解释性机器学习的LF精炼钢水温度预测模型

信自成, 张江山, 彭开香, 张军国, 张春辉, 吴军, 张波, 刘青

2024, 31(12): 2657-2669. doi: 10.1007/s12613-024-2950-4

中文摘要(298) PDF(91) SpringerLink

摘要:
钢包炉（LF）精炼过程中，钢水温度的精准预测对钢水质量和炼钢成本的控制具有重要影响。当前针对钢水温度预测模型开展了大量研究工作，然而，大多数研究学者主要关注预测模型精度的提高，忽视了预测模型的可解释性。基于此，本文首先采用极端梯度提升树（XGBoost）和轻量梯度提升机（LGBM），融合贝叶斯优化和灰狼优化（GWO）来建立LF精炼钢水温度预测模型。然后，通过比较不同模型的性能评价指标，得出了运用不同超参数优化方法获得的最优XGBoost模型和LGBM模型。结果表明，在钢水温度预测中GWO-LGBM模型性能优于其他模型，且在±5°C的误差范围内，模型预测精度达到89.35%。最后，利用树形结构可视化和SHAP分析，揭示了模型的学习/决策过程，明确了不同输入变量对钢水温度的影响程度。该研究有利于操作人员更好地了解输入变量对预测结果的影响规律，从而实现模型的可靠应用和调试，指导操作人员对模型参数进行调整。

研究论文

加热温度和气氛对高Mn高Al奥氏体低密度钢元素分布和显微组织的影响

张琪, 陈光辉, 朱月萌, 薛正良, 徐光

2024, 31(12): 2670-2680. doi: 10.1007/s12613-024-2867-y

中文摘要(299) PDF(20) SpringerLink

摘要:
本文研究了高Mn高Al 奥氏体低密度钢在 900~1200°C 温度下在空气、氮气和氮气+二氧化碳混合气氛中等温保温后表面附近的元素分布和显微组织。在空气中在900°C和1000°C温度下等温保温期间，实验钢表面附近未产生铁素体，而在1100~1200°C温度下保温，钢的表面附近形成铁素体。由于在等温1200°C更多的C 和 Mn从钢中渗出并扩散到表面，因此铁素体比例最高，C和Mn等元素扩散到表面与N和O反应产生氧化产物形成表面化合物层。温度越高，元素的扩散速率越大，因此表面化合物层的厚度越大。此外，在氮气中1100°C 等温保温后，表面附近的Al含量略有下降，而C和Mn含量没有变化，因此在表面附近没有形成铁素体。然而，在混合气氛中1100°C等温保温后，近表面的C和 Al元素含量下降，这导致少量的铁素体形成。在相同温度下等温保温，氮气气氛下的表面化合物层厚度最大，其次是混合气氛，空气中最薄。空气气氛下的元素损失和铁素体比例最大。氮气和混合气氛中元素损失和铁素体比例均较低，但氮气气氛中的化合物厚度大。综合考量以上结果，氮气和二氧化碳混合气氛是工业生产中高Mn高Al奥氏体低密度钢的理想加热气氛。

研究论文

基于三维元胞和多频电磁传感器有限元模型的双相不锈钢电磁响应研究

肖帅帅, 申嘉龙, 赵家宁, 方洁, 梁才玉, 周磊

2024, 31(12): 2681-2691. doi: 10.1007/s12613-024-2894-8

中文摘要(310) PDF(24) SpringerLink

摘要:
生产过程中对钢铁材料微观结构实时在线检测是保证产品质量、提高产品性能的关键。但目前缺少应用于钢铁生产检测的高精度，快响应的在线检测方法。多频电磁传感器检测技术能利用电磁场与铁磁性材料之间的电磁感应来识别和表征材料微观结构，获取材料内部微观结构特征和宏观性质信息。本文从研究多频电磁传感器对钢铁微观组织的表征技术出发，通过建立三维钢铁微观结构模型和宏观电磁传感器模型，探究钢铁微观组织与电磁传感器输出之间的关系。本文提出一种计算双相不锈钢微观结构有限元模型相对磁导率的方法，通过电磁感应云图分析了不同晶粒、相、晶界等内部结构在磁场作用下的行为，并通过相对磁导率建立微观组织参数和电磁传感器输出之间的定量关系。构建了三维宏观多频电磁传感器模型，将不同微观结构模型计算出的相对磁导率赋值给多频电磁传感器的检测试样，得到不同微观结构模型的多频电磁响应，将钢铁微观结构的参数与电磁传感器输出电感建立映射关系。提取多频电磁传感器的低频电感作为区分不同钢铁微观结构的特征参数。发现在10 Hz频率时或者相对较低频率时，晶粒尺寸对传感器输出电感影响最小，相位分布对传感器输出电感的影响次之，相分数对传感器输出电感的影响最大。

研究论文

机械合金化与等离子喷涂技术制备FeCoCrNiMo高熵合金涂层的组织与腐蚀行为

田芸, 刘佳宁, 薛明明, 张东耀, 王雨馨, 耿可屏, 董艳春, 杨勇

2024, 31(12): 2692-2705. doi: 10.1007/s12613-024-2902-z

中文摘要(261) PDF(17) SpringerLink

摘要:
为了解决高熵合金常见的元素偏析问题并制备出均匀的FeCoCrNiMo高熵合金涂层，采用了机械合金化技术制备了FeCoCrNiMo复合粉末，并利用等离子喷涂技术将其制成了面心立方相的高熵合金涂层。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和 X 射线衍射仪对涂层的微观结构和相组成进行了表征。测试了涂层的硬度、弹性模量和断裂韧性，并分析了涂层在模拟海水中的耐腐蚀性。结果表明，涂层的硬度为 HV_0.1 606.15，弹性模量为 128.42 GPa，断裂韧性为 43.98 MPa·m^1/2。涂层在 3.5wt% NaCl 溶液中的腐蚀电位为 −0.49 V，腐蚀电流密度为 1.2 × 10⁻⁶ A/cm²。电化学系统由电解液、浸泡过程中产生的吸附膜和金属氧化膜以及FeCoCrNiMo高熵合金涂层三部分共同组成。腐蚀过程中，随着时间的延长，腐蚀反应速率先增大后减小，金属氧化物组成的腐蚀产物膜在形成和溶解之间达到动态平衡，涂层被腐蚀的速度变缓。

研究论文

氧含量在钛粉和金属注射成形中的变化

沈峻平, 刘畅, Muhammad Dilawer Hayat, 陈佳男, 田汉清, 辛富生, 陈刚, Fei Yang, 秦明礼, 曲选辉

2024, 31(12): 2706-2713. doi: 10.1007/s12613-024-2970-0

中文摘要(183) PDF(12) SpringerLink

摘要:
粉末冶金中氧含量的控制对于粉末冶金工艺（如金属注射成形（MIM））成形高性能钛（Ti）零件至关重要。由于Ti和Ti–6Al–4V是工业中最具代表性的钛材料，本研究选择了Ti和Ti–6Al–4V粉末作为原料。我们对氢化脱氢（HDH）钛粉进行预氧化处理，以研究氧含量变化与粉末颗粒表面氧化层之间的关系，并发现氧含量与颜色之间存在明显的相关性。结果表明，随着氧含量的增加，HDH钛粉末表面氧化层的厚度和钛的氧化物含量增加，导致颜色从灰色逐渐过渡到棕色和蓝色。本研究有助于在粉末冶金的初始阶段选择合适的粉末原料。此外，我们还全面研究了使用气雾化（GA）Ti–6Al–4V粉末在注射成形工艺过程中氧含量的变化，具体考察了捏合、注射、脱脂过程中粉末氧含量的变化，以及烧结后成形件氧含量的变化。结果表明，氧含量的变化主要发生在烧结阶段，且随着烧结温度的升高而增加。注射成形工艺中氧含量的变化进一步表明，粉末原料的选择和烧结参数的调控在控氧中具有决定性作用。本研究为粉末冶金钛及其合金工业中的氧含量控制提供了宝贵的参考。

研究论文

高可铸性和耐燃性新型Mg–Zn–Y–Zr合金的组织和力学性能

T.A. Koltygina, V.E. Bazhenov, A.V. Koltygin, A.S. Prosviryakov, N.Y. Tabachkova, I.I. Baranov, A.A. Komissarov, A.I. Bazlov

2024, 31(12): 2714-2726. doi: 10.1007/s12613-024-2980-y

中文摘要(291) PDF(18) SpringerLink

摘要:
本论文对新型Mg – Zn – Y – Zr系合金进行了一系列复杂的研究。通过热力学计算确定了Mg –Z n – Y – Zr体系合金中形成的MgSS (Mg固溶体)+ LPSO(长周期有序堆积)两相结构的含量范围。研究了热处理工艺对合金显微组织、力学性能和腐蚀性能的影响。测定了合金的流动性、热裂趋势和着火温度。Mg – 2.4Zn – 4Y – 0.8Zr确定为合金铸造性能、力学性能和腐蚀性能的最佳组合。所研究的合金在技术性能方面优于工业上的同类合金，同时保持较高的腐蚀和力学性能。性能的提高是通过适当的热处理方式来实现的，该热处理机制提供了LPSO相的18R到14H改性的完全转变。

研究论文

机器学习设计具有合适腐蚀速率的400 MPa级生物可降解Zn–Mn基合金

陈王璋, 苟伟, 李亚庚, 李相民, 李猛, 侯建新, 张晓彤, 石章智, 王鲁宁

2024, 31(12): 2727-2736. doi: 10.1007/s12613-024-2995-4

中文摘要(373) PDF(45) SpringerLink

摘要:
生物可降解锌合金常用的试错法成本高且具有盲目性。本研究基于在国家数据管理与服务平台上自建的生物可降解锌合金数据库，通过皮尔逊相关筛选、递归筛选与穷尽筛选方法，首次建立了两种机器学习模型来预测生物可降解锌合金的极限抗拉强度(UTS)和浸泡腐蚀速率(CR)。基于两种预测模型建立了Zn–Mn基合金设计的实时可视化界面；可根据输入特征量实时预测目标量并展示影响规律。最终设计出具有代表性的Zn–0.4Mn–0.4Li–0.05Mg合金，通过拉伸力学性能和浸泡腐蚀速率测试，其UTS达到420 MPa，预测误差仅为0.95%。CR为73 μm/a，预测误差为5.5%。将常用挤压态锌合金的UTS提高了50 MPa等级，并且作为植入器械时具有理想的腐蚀速率。最后，详细讨论了所筛选特征对UTS和CR的影响规律。UTS和CR模型的联合应用为协同调控生物可降解锌合金的综合性能提供了新的策略。

研究论文

聚吡咯涂层三层蛋黄壳Fe₂O₃负极材料及其在锂离子电池中的卓越综合性能

何震, 刘嘉明, 魏雨倩, 宋云飞, 杨武鑫, 杨奥博, 王宇鑫, 李波

2024, 31(12): 2737-2748. doi: 10.1007/s12613-024-2954-0

中文摘要(394) PDF(13) SpringerLink

摘要:
氧化铁(Fe₂O₃)作为一种极具吸引力的阳极候选材料，在迅速扩展的储能市场中崭露头角。然而作为电极材料，它在循环过程中会经历显著的体积变化，导致电池循环寿命大幅缩短。本文创新性地合成了均匀涂覆导电聚吡咯层(Fe₂O₃@Ppy-TLY)的三层蛋黄壳结构Fe₂O₃，为制备高性能Fe₂O₃阳极材料开辟了新途径。均匀的聚吡咯涂层不仅引入了更多的反应位点和吸附位点，还在充放电过程中保持了结构的稳定性。作为锂离子电池的电极材料，Fe₂O₃@Ppy-TLY 展现出卓越的锂存储性能，包括高可逆比容量（在1 C下循环500次后仍能保持1375.11 mAh⋅g⁻¹的放电容量）、优异的循环稳定性（在6000次循环后仍能保持 544.33 mAh⋅g⁻¹），以及优异的大电流充放电性能（在15 C下循环10000次后仍能保持156.75 mAh⋅g⁻¹的可逆容量）。本研究展示了Fe₂O₃阳极设计的创新进展，旨在提升其在储能领域的应用性能。

研究论文

甘蔗衍生碳材料中合理构建异质界面以实现优异的电磁波吸收

张世杰, 兰笛, 郑嘉俊, 冯爱玲, 裴亚星, 蔡世昌, 杜苏轩, 陈星亮, 吴广磊, 贾梓睿

2024, 31(12): 2749-2759. doi: 10.1007/s12613-024-2875-y

中文摘要(533) PDF(64) SpringerLink

摘要:
第五代移动通信技术的广泛应用正在推动电磁波吸收材料朝向“薄、轻、宽、强”的方向快速发展。吸波材料中异质界面的构建对于提高其电磁波吸收能力至关重要。本文旨在开发一种具有丰富异质界面的吸波材料。本文通过合理设计甘蔗和CoZn-ZIF的异质结构并进行煅烧而制备了一系列具有丰富异质界面的超轻复合材料（Co/ZnO@N-掺杂碳/层堆叠碳、MSC）。研究了所制备的杂化材料的成分和结构，并通过控制前驱体中CoZn-ZIF含量来调节其衍生物的电磁参数。结果表明所得杂化材料都具有良好的电磁波吸收性能，特别是MSC-3样品。在填料负载量为20 wt%，厚度仅为1.6 mm的条件下时，优化后的最小反射损失和有效吸收带可分别达到 -42 dB和7.28 GHz。经过分析材料优异的吸波性能主要归功于材料中丰富异质界面产生的介电损耗和磁性Co单质引起的磁损耗的协同效应，并有效地改善了材料的阻抗匹配。同时，甘蔗衍生的层状堆叠得碳材料形成了连续的导电网络，可以通过多次反射和传导损耗进一步耗散电磁能。此外，模拟得雷达散射截面（RCS）结果表明，MSC-3在现实远场条件下具有出色的电磁波衰减能力。

研究论文

银纳米颗粒沉淀冷烧结工艺提高Ag₂Se热电效率

Dejwikom Theprattanakorn, Thanayut Kaewmaraya, Supree Pinitsoontorn

2024, 31(12): 2760-2769. doi: 10.1007/s12613-024-2973-x

中文摘要(312) PDF(25) SpringerLink

摘要:
硒化银(Ag₂Se)是一种极具潜力的近室温热电(TE)材料。本研究提出了一种在较低温度(170°C)下，以AgNO₃溶液为瞬态液体，通过冷烧结工艺(CSP)制备块状Ag₂Se新方法并考察AgNO₃对其微观结构和TE性能的影响。物相成分和微观结构分析结果表明：AgNO₃的加入诱导Ag₂Se基体中Ag纳米颗粒沉淀形成，该沉淀颗粒不影响正交相β-Ag₂Se晶体结构，抑制了晶体的生长，导致晶体尺寸减小。含有银纳米沉淀颗粒样品具有高孔隙率和低堆积密度，电导率显著提高，塞贝克系数略有下降，平均功率因数较纯Ag₂Se的1540 μW⋅m⁻¹⋅K⁻²增加至1670 μW⋅m⁻¹⋅K⁻²，但过量添加AgNO₃对功率因数不利。此外，利用AgNO₃通过CSP制备的Ag₂Se由于晶体界面、孔隙和Ag纳米颗粒沉淀处的声子散射增强，其热导率被有效抑制。在CSP制造过程中，添加Ag质量分数0.5%的Ag₂Se在300 K时达到了最高zT值(0.92)，相较于不添加Ag的Ag₂Se提高20%以上。本研究为定制块状Ag₂Se的微观结构和提高室温TE性能提供了一种有效策略。

研究论文

铜掺杂氧化锰八面体分子筛的制备及其高效降解磺胺甲恶唑性能研究

邱宇华, 黄应平, 王燕兰, 刘湘, 黄笛

2024, 31(12): 2770-2780. doi: 10.1007/s12613-024-2858-z

中文摘要(258) PDF(20) SpringerLink

摘要:
以过氧单硫酸根(PMS)为基础的高级氧化法是去除污水中有毒和难降解有机污染物的有效方法。活化吸电子的$ {\mathrm{H}\mathrm{S}\mathrm{O}}_{5}^{-} $释放出硫酸盐自由基($ {\text{·}\mathrm{S}\mathrm{O}}_{4}^{-} $)、羟基自由基($ \text{·}\mathrm{O}\mathrm{H} $)、超氧自由基($ {\text{·}\mathrm{O}}_{2}^{-} $)和单线态氧(¹O₂)等活性物质，可诱导有机污染物的降解。本研究通过在氧化锰八面体分子筛(OMS-2)中掺杂Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Fe³⁺，合成了多种M-OMS-2纳米棒(M = Co、Ni、Cu、Fe)，通过活化PMS高效去除磺胺甲恶唑(SMX)。考察了M-OMS-2活化PMS去除SMX的催化性能。SMX去除率由高到低依次为Cu-OMS-2(96.40%) > Co-OMS-2(88.00%) > Ni-OMS-2(87.20%) > Fe-OMS-2(35.00%) > OMS-2(33.50%)。然后，研究了M-OMS-2纳米棒在去除SMX过程中的动力学和构效关系。通过猝灭实验、高分辨率质谱和电子顺磁共进一步研究了Cu-OMS-2/PMS体系降解SMX的可行机制。结果表明: Cu-OMS-2/PMS系统在海水和自来水中对SMX的降解效率均有提高，显示了该系统在污水处理中的潜在应用前景。

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2024年第31卷第12期

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