南京理工大学陈双琴等人选用偶氮染料为目标污染物来研究退火对非晶合金降解性能的影响，通过选用铜元素对铁基非晶进行微量掺杂，获得具有纳米铜团簇的Fe-Si-B-Cu非晶合金。对其进行等温退火，并用于降解偶氮染料Orange II，发现该合金在铸态和退火态均具有优异的降解性能，且受退火温度影响小，催化性能稳定性强。相关研究成果于2023年6月在《铜业工程》网络首发。
研究人员以降解偶氮染料为污染物模型，研究了掺杂微量铜元素对铁基非晶合金（Fe-Si-B-Cu非晶合金）降解性能受退火温度（Ta）的影响规律。通过感应熔炼Fe-B中间合金和高纯度（99.5%~99.9%）元素Fe，Si和Cu，得到标称成分为Fe81Si4B14Cu1（%，原子分数）的合金锭。然后，将所得合金锭通过单辊旋淬法制备Fe-Si-B-Cu非晶合金。Fe-Si-B-Cu非晶合金（图1）微观结构为纳米铜团簇分布在非晶基底的不均匀结构；在300~800 ℃的温度范围内对其进行等温退火处理（图2），Fe-Si-B-Cu非晶合金在高于380 ℃退火处理后开始发生晶化现象，得到纳米晶合金样品。将铸态和退火非晶态及退火纳米晶化态样品用于降解偶氮染料，通过测量源自偶氮发色团的最大484nm处的吸收强度来定量染料的浓度，使用伪一阶动力学模型拟合降解曲线，研究铸态和退火温度对合金降解性能影响。结果表明：随着退火温度的升高，Fe-Si-B-Cu对偶氮染料降解性能不但没有明显下降，反而略微有所提高（图3、4）。其中，450℃退火处理的样品表现出了最优异的降解性能，降解速率高达0.164 min-1；40min时（图5）的降解效率达到100%。由此可见，引入纳米异质结构，为稳定非晶合金催化性能受退火引起的结构变化影响提供了一种有效途径。
该项工作得到了国家自然科学青年基金项目（52101195）江苏省大学生创新创业训练计划项目（S2022102880）的支持。
