高铁酸钠的稳定性及电化学合成研究
2022届高考化学二轮复习 化学反应原理 专练(5)化学反应原理中的电化学
（5）化学反应原理中的电化学1.氯碱工业是高耗能产业，一种将电解池与燃料电池相组合的新工艺可以节能30％以上．在这种工艺设计中，相关物料的传输与转化关系如下图所示，其中的电极未标出：回答下列有关问题：(1)电解池的阴极反应式为________．(2)通入空气的电极的电极反应式为________，燃料电池中阳离子的移动方向________(“从左向右”或“从右向左”)．(3)电解池中产生2 mol Cl 2，理论上燃料电池中消耗O 2的物质的量为________． (4)a 、b 、c 的大小关系为：________．2.新能源汽车所用蓄电池分为铅酸蓄电池、二次锂电池、空气电池等类型。
请回答下列问题： （1）2019年诺贝尔化学奖授予了为锂离子电池发展做出贡献的约翰·古迪纳夫等三位科学家。
如图所示为水溶液锂离子电池体系。
放电时，电池的负极是_______（填“a ”或“b ”），溶液中Li +从_______迁移（填“a 向b ”或“b 向a ”）。
（2）铅酸蓄电池是最常见的二次电池，电压稳定，安全可靠，价格低廉，应用广泛。
电池总反应为()22442Pb s +PbO (s)2H SO (aq)2PbSO (s)2H O(l)++放电充电。
①放电时，正极的电极反应是_______，电解质溶液中硫酸的浓度_______（填“增大”“减小”或“不变”），当外电路通过0.5 mol e -时，理论上负极板的质量增加_______g 。
②用该蓄电池作电源，进行粗铜（含Ag 、Pt 、Au 等杂质）的电解精炼。
如图所示，电解液c 选用_______溶液，A 电极的材料是_______，B 电极反应式是_______。
③用该蓄电池作电源，A 、B 为石墨电极，c 为氯化钠溶液，进行电解。
如图所示，则A 电极产生的气体是_______，B 电极附近溶液的pH_______（填“增大”“减小”或“不变”）。
电解法制备高铁酸钾合成研究报告方案
电解法制备高铁酸钾的合成研究摘要高铁酸钾具有很强的氧化性、选择性以及环境友好特性。
人们发现高铁酸钾可以作为一种高效、无毒的环境友好型多功能水处理剂；高铁酸钾具有很好的选择性，还可用于有机合成；此外，高铁酸钾还可以用作高能的“超铁”电池的电极材料。
因此，高铁酸钾在以上几个领域具有很好的应用前景。
但是高铁酸钾的稳定性差，制备和提纯工艺复杂，合成条件苛刻；至今尚未得到公认的成熟的生产工艺。
本文主要研究直接电解法制备高铁酸钾。
研究电解法制备高铁酸钾的最佳工艺条件，研究电解质溶液的浓度、温度、电流密度、电解时间等工艺参数对高铁酸钾的产量的影响。
提高NaOH的浓度可以增加高铁酸钾的产量，当浓度增加到16mol/L时，产量会下降。
升高温度对高铁酸钾产量的提高非常显著，随温度升高在30℃出现高铁酸钾产量最大值，随后产量急剧下降。
同样电流密度、电解时间对高铁酸钾产量的影响都是先增大再减小，中间存在一个最大值，分别为53mA/cm2，6h。
实验表明：根据对单因素实验数据进行正交实验处理得出64.2mA/cm2，14mol/LNaOH，30℃，6h为最佳的工艺参数。
关键词：固体高铁酸钾；电解合成；电流密度Study on ElectrochemicalProcess PreparationofPotassium Ferrate<VI）AbstractThe iron(VI> derivation, potassium ferrate(VI>(Fe(VI>> has properties such as oxidizing power,selectivity, and a non-toxic by-product Fe(III>,that make potassium ferrate(VI> an environmentally friendly oxidant for several applications. Potassium ferrate has been considered for years to treat with natural waters and wastewaters, because of itsenvironmental friendly properties and its high efficiency. Fe(VI> is also a selective oxidant for a large number of organic compounds with Fe(III> as a by-product.Fe(VI>therefore has a role in greener technology for organic synthesis.Moreover,Ferrate has also been recently used in a new class of “super-iron”batteries，referred to as super-iron batteries, there use the Fe(VI>/Fe(III> system as anode material.In this paper we reported an electrochemical method generation of ferrate.Study prepared by electrolysis of potassium ferrate optimum conditions to study the concentration of electrolyte solution, temperature, current density, electrolysis time of processing parameters on the production of potassium ferrate impact. NaOH to raise theconcentration of potassium can increase the output of the high-speed railway, when the increased concentration of 16mol / L, the output willbe dropped. Elevated temperature on the production of potassium ferrate was significantly improved, with the temperature at 30 ℃Ferrate high production value, followed by sharp decline in production. The same current density, electrolysis time on the high yield of Ferrate arefurther reduced to increase the middle there is a maximum, respectively 53mA/cm2, 6h.Experiments showthat, single factor experiment based on orthogonal experimental processing data obtained 64.2mA/cm2, 14mol/LNaOH, 30 ℃, 6h the technical parameters for the bestKeywords：Potassium ferrate(VI>；Electrochemical Method；current density目录摘要IAbstractII前言1第1章绪论31.1 高铁酸钾的基本性质31.1.1 高铁酸钾的结构31.1.2 高铁酸钾的电化学性质31.1.3 高铁酸钾的稳定性41.2 高铁酸钾的分析方法51.3 高铁酸钾的应用51.3.1 高铁酸钾在水处理中的应用51.3.2 高铁酸钾在有机氧化合成中的应用6 1.3.3 作为碱性电池的正极活性物质71.3.4 在其他方面的应用71.4高铁酸钾的制法71.4.1 熔融法71.4.2 次氯酸盐氧化法81.4.3 电解法91.5 本文的研究内容12第2章实验部分142.1 主要实验仪器与药品142.2 电解制备高铁酸钾152.2.1 电解装置示意图152.2.2 电解过程162.2.3 结晶172.2.4 k2FeO4的纯度分析182.2.5 高铁酸钾的稳定性研究18第3章结果与讨论203.1 电解制备高铁酸钾工艺研究203.1.1 电解液种类与浓度对电流效率的影响203.1.2 电解温度对电流效率的影响213.1.3 阳极电流密度对固体K2FeO4生成的影响23 3.1.4 电解时间对高铁酸钾产量的影响253.2 正交实验263.2.1 正交实验设计263.2.2 直观分析273.2.3 实验结论29第4章结论与展望304.1 结论304.2 展望30参考文献32致谢34前言自从1702年德国化学和物理学家Georg Stahl首次发现高铁酸钾，直至1841年，Ferry就首次合成了高铁酸钾，在其后的一百多年，因为它在水中和潮湿的空气中极不稳定，一直未引起人们的重视。
高铁酸钠制备
高铁酸钠制备高铁酸钠是一种重要的无机盐，它已经广泛用于工业、农业和药物制造等领域。
高铁酸钠是一种绿色化学品，它不含任何有害物质，因此在应用时不会造成环境污染。
制备高铁酸钠的基本步骤是：首先将铁及其盐（如NaOH）混合溶于水中，得到一种水溶液；然后将溶解的铁盐和另一种与铁有关的盐（如NaCl）在氢氧化钠溶液中反应，形成一种悬浮液；最后将悬浮液放置一段时间，其中的铁盐会不断沉淀下来，当溶液澄清后即可得到沉淀物，此时已经制备好的高铁酸钠就可以使用了。
在这个过程中，有几个关键因素需要控制，以确保高铁酸钠质量满足要求。
首先，当然是控制原料质量。
混合溶解的铁盐和另一种与铁有关的盐要放入氢氧化钠溶液中反应时，必须保证其均匀混合。
如果其中一种原料的质量低，则会影响最终产品的质量。
其次，控制反应温度是很重要的一环，一般情况下，反应温度可以在50℃-90℃之间进行调节，当温度超过90℃时，可能会使反应产生硅烷化合物，这对于高铁酸钠的质量有很大影响。
最后，还要控制沉淀物的余量。
如果余量太多，会使产品的溶解性降低，从而影响产品的质量。
得到的高铁酸钠可以用于各种领域，例如，作为肥料，可以促进植物的生长和发育；作为漂白剂，可以用于清洗或去除污物。
此外，高铁酸钠也可以用于制造电子元件，尤其是电解电容器。
从环境保护角度来看，由于高铁酸钠是一种无机盐且无毒无害，它不会造成水体或空气污染，因而它已经成为当今工业应用领域的首选物质。
高铁酸钠的制备是一个复杂的过程，在制备过程中必须严格控制原料的质量、反应温度和沉淀物的余量，以确保制备出的高铁酸钠质量满足要求。
得到的高铁酸钠不仅可以应用于肥料、漂白剂等领域，而且还可以用于制造电子元件，尤其是电解电容器，并且具有很好的环境友好性，因此，它已经成为当今工业应用领域的首选物质。
高铁酸钠是一种高度实用的化学物质，其应用越来越广泛，因此，研究它的制备过程具有重要的意义。
未来，还可以根据具体的应用需求，采用新的制备技术，以更有效、更安全地生产出更高质量的高铁酸钠。
高铁酸钠电化学合成条件的研究
第 ７卷 第 １ ０期
２ ００ ６年 １ ０月
环 境 污染 治 理 技 术 与 设 备
Ｔｅ ｈ ｑｕ ｓ ａ ｕｉ ｃ ｎｉ ｅ ｎｄ Ｅｑ ｐｍｅ ｔｆｒＥｎ ｉｏ ｎ ｏ ｖｒ ｎｍｅ ｔ ｌＰｏ ｌｔｏ ｎｔｏ ｎ ａ ｌｕ ｉｎ Ｃｏ ｒ ｌ
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９Ｖ 时 ， 电解 ２ｈ后 得 到 的 Ｎ ： ｅ 浓 度 为 １． ／ ， ａＦ Ｏ ８ ７ｇ Ｌ 电流 效 率 为 ２ ％ 。 ， ０ 关 键 词 高 铁 酸 钠 电化 学 合 成 电流 效 率 中 图分 类 号 Ｘ ０ ７３ 文 献 标 识 码 Ａ 文 章 编 号 １０ ． ４ （０ ６ １－０ ９０ ０ ８９ １ ２ ０ ）００ ５ －７ ２
害 的三价铁 离 子 ， 此 它 作 为 一 种集 氧化 、 凝 、 因 絮 杀 题 ， 这关 系 到高 铁 酸盐 的成本 ， 是决 定 能否 实 现工业
，
ｏ ｉ ｈ ｉ ｆｗｈ ｃ Ｓ２０％ ． Ｋ ｅ ｒ ｓ ｄ ｕ ｆ ｒａｅ；ｅｅ ｔｏｙ ｅ； ｃ ｒｅ ｔｙｅｄ ｙ ｗｏ ｄｓ ｏ ｉ ｍ ｅ ｒ ｔ ｌ ｃ 定 的高 价 铁 化 合 物 ， 具 染 等优 点 ， 到 研究 者们 的关 注 ， 约 电化学 合 成法 受 制 有强氧 化 性 ， 有机 物 反应 最 终 分 解 产 物为 无 毒 无 发展 的主要 原 因是 高铁 酸盐 产 率和 电 能利用 率 的问 与
Ｄｉ ｅ ｔ ｅｅ ｔ ｏ ｈ ｍ ｉ ａ ｅ ｒ ｔｏ ｆ ｓ ｄ ｕｍ ｅ ｒ ｔ ｒ ｃ ｌ ｃ ｒ ｃ ｅ ｃ ｌｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ｏ ｏ ｉ ｆｒ ａｅ
Ｚ ｅｇＬ Ｆ ｎ ａｊ Ｚ ａ ｇＲ ｎｉ Ｓ ａ ｈ ｎｅ Ｐ ｎＸ ｎ ｉ Ｈ ｕＨ ｉｉ ｈｎ ｕ ａ ｇＨ ｏ ｅ ｈ ｎ ｅ ｘ ｉ ｈ ｏＣ ｕ ｌｉ ａ ｕ ｘ ｏ ｕｑ
高铁酸钠制备
高铁酸钠制备
高铁酸钠（FerrousSodium）是一种金属盐，它是铁和钠元素的化合物，通常被称为铁盐。
它是一种环境友好型产品，在工业中被广泛使用，用于许多应用，如制药，制冷剂，制汽油增值和防腐剂。
本文将讨论高铁酸钠的制备方法。
高铁酸钠的制备要通过一系列步骤来完成，包括过滤，加热，搅拌，离心，沉淀，蒸馏，结晶等。
首先，将钠氢氧化物的溶液与受铁的溶液混合，以使其发生反应，然后用玻璃滤纸或滤膜进行过滤，以分离出高铁酸钠。
接下来，加热混合物，以使其在一定温度下进行反应，所得溶液被称为氰，然后将氰搅拌离心，将得到的悬浮液沉淀下来，用蒸馏器将结晶粉末精制，最后，将精制粉末放入干燥器中，将多余的水分蒸发掉，得到结晶的高铁酸钠。
高铁酸钠的制备在工业上很受欢迎，有许多优势。
首先，它可以大大降低成本，因为反应的原料是普通的地球元素，资源丰富，且它是一种多功能的产品，因此极具应用性。
其次，它是一种环境友好型产品，不会污染环境，且具有良好的抗腐蚀性能，可以有效地防止金属毒害。
此外，在制备高铁酸钠过程中，其中一些反应有一定的温度要求，因此，在反应过程中，需要进行稳定的温控，以保证反应的效果。
另外，由于高铁酸钠是结晶产品，因此在制备过程中，如果不能有效控制结晶过程，将可能影响到产品质量。
总之，高铁酸钠是一种金属盐，它在工业中有着广泛的应用，制备高铁酸钠也有很多优势，而要制备出优质的高铁酸钠，需要控制反应温度，并有效地控制结晶过程，以确保制备出优质的产品。
高铁酸盐的制备_稳定性及应用研究进展
高铁酸盐的制备、稳定性及应用研究进展*何前国,李景印,段立谦,李玉佩,李昌家(河北科技大学理学院,石家庄050018)摘要 高铁酸盐具有很强的氧化性和环境友好特性,在废水处理、有机物的选择性氧化和化学电源等方面具有重要的应用价值。
评述了高铁酸盐的3种制备方法、添加剂对其稳定性的影响以及作为多功能水处理剂、选择性氧化剂和绿色环保电池电极材料等方面的应用研究进展,并提出了今后研究的主要方向。
关键词 高铁酸盐 超铁电池 选择性氧化剂 水处理剂Research Progress of Preparation,Stability and Application for Ferrate SaltHE Q iang uo,LI Jingyin,DUA N Liqian,LI Yupei,LI Changjia(Colleg e o f Sciences,H ebei U niversity o f Science and T echno lo gy ,Shijiazhuang 050018)Abstract T he fer rate salt has stro ng ox idat ion and unique env iro nment friendly characterist ic.It has the impo r -tant applicat ion v alues in wastew ater treatment,selective ox idant of or ganic matter and chemical pow er and so on.T he ferr ate three pr epar atio n sy nthetic method,additiv es o n the stability o f ferr ate salt as well as its applicatio n research prog ress in as mult-i funct ional w ater t reatment agent,selective ox idants and g reen battery electro de materials are nar -rated,and the future research directio ns ar e pr oposed.Key words fer rate salt ,super -iro n batter y,select ive ox idant,w ater tr eatment reagent*河北科技大学科研基金资助项目(XL 200908)何前国:男,1985年生,硕士研究生,主要从事超级电容器电极材料研究 E -mail:heqiang uo @ 李景印:通讯作者,教授,研究方向为能源材料化学1702年,德国化学和物理学家Georg S tahl 首次发现了高铁酸钾。
高铁电池技术原理简介
高铁电池技术原理简介造车网/ 2009年01月06日来源：/auto/_01-ABC00000000000110668.shtml目前，世界各国都在为研发汽车新能源，进一步降低汽车尾气对环境带来的污染，采取着不同措施，一些新能源不断被利用到现代的汽车中，比如天然气，氢能源，电动能源，燃料电池等，而燃料电池就是各个汽车厂家和科研机构着力研究的一个方向。
在目前的燃料电池技术中，有一种新的电池技术-----铁电池技术。
目前国内外研讨的铁电池有高铁电池和锂铁池两种。
高铁电池是一种以合成稳定的高铁酸盐（K2FeO4、BaFeO4等）作为高铁电池的正极材料制作的，具有能量密度大、体积小、重量轻、寿命长、无污染等特点的新型化学电池；另一种是锂铁电池，主要是磷酸铁电池，开路电压在1.78V-1.83V，工作电压在1.2V-1.5V，比其他一次电池高0.2-0.4V，而且放电平稳、无污染、安全、性能优良。
高铁电池技术简介高铁作为电池的正极材料时, 该电极反应为三电子反应, 电池的电势以及能量都比传统的锌锰电池高。
而且这种材料价格低廉对环境无污染, 因此受到电化学界的广泛注意。
高铁酸盐物质在电池反应中可以得到3 个电子, 所以有相对较高的容量。
从表1 可以看出, 高铁酸锂的理论容量高达601Ah/kg。
高铁酸钡的理论容量也有313 Ah/kg。
而MnO2 的容量为308Ah/kg。
以高铁酸盐为正极材料取代商业锌锰电池中的MnO2 即可组成高铁一次电池。
其电池反应为:MFeO4+3/2Zn→1/2Fe2O3+1/2ZnO+MznO2图1 是高铁酸钾—锌电池和锌—锰电池放电曲线比较。
7号电池在0.5mA/cm2 的电流密度下恒电流放电, K2FeO4 正极材料对Zn 的平均放电电压是1.58V。
该电压高出锌锰电池平均放电电压( 1.27V) 24% , 前者的放电容量比后者高32% 。
在以上条件下其放电效率为85%。
与传统的锌锰电池相比, 高铁一次电池具有高电压( OPV: 1.9V) 、高能量( 1.55Wh, AAA) 、不消耗电解液和不污染环境等优点。
新型净水剂高铁酸钾简谈
酸性介质：FeO4 2-+8H++3e→Fe3++4H2O 碱性介质：FeO42-+4H2O+3e → +Fe(OH)3↓+5OH-
过氧化物氧化法制备（干式氧化法）
将碱金属的过氧化物与铁盐或铁的氧化物按一 定比例在一定条件下混匀，高温使发生反应生 成高铁酸钾
稳定性： 不稳定，活泼。高铁酸钾溶于水后产生氧气和氢氧化 铁沉淀4K2FeO4+10H20=4Fe(OH)3+8KOH+30O2
氧化性： 高铁酸钾不溶于通常的有机溶剂(如醚、氯仿、苯和其 他一些有机溶剂)，也不溶于含水量小于20％ 的乙醇， 当含水量超过这个限度，它可迅速地将乙醇氧化成相 应的醛和酮。
阴极：铂片或碳棒 阳极：铁 搅拌器
电解槽 恒温池
KOH电解液
电源：
直流稳
压稳流 电源
电解法的主要优点是：操作简单，方便灵活， 在电解槽中加人原料，直接电解即可得到高铁 酸钾；原材料消耗少，可节省成本。但有耗电 多，能耗高，副产物较多，产品纯度不高等不 足。
谢谢！！！
湿式氧化法的优点是产物纯度，产率都较高， 所需成本少，但是在提纯时需进行多次固液分 离，操作复杂繁琐，并且在提纯时高铁酸钾的 损失较大。
次氯酸盐氧化法制备高铁酸钾已经发展的比较 成熟。其工艺流程清晰，反应条件易控制，容 易实现工业化。目前国内已经有生产厂家通过 此法生产出稳定的高铁酸钾成品
电解法制备
NaClO溶液中依次加人NaOH、Fe(NO3)3·9H2O， 温度控制在20℃，用磁力搅拌器搅拌，溶液呈 深紫红色，即生成Na2FeO4。
研究钠离子电池正极材料的电化学性能
研究钠离子电池正极材料的电化学性能钠离子电池是一种新型充电电池，与传统的锂离子电池相比，它具有更高的能量密度、更低的成本和更广泛的资源来源。
而正极材料的性能，则直接决定着整个电池的性能表现。
因此，研究钠离子电池正极材料的电化学性能具有重要的意义。
1. 钠离子电池正极材料的种类和特点由于钠离子电池的化学反应特性与锂离子电池的反应特性相似，因此很多锂离子电池正极材料也可以用于钠离子电池。
但由于钠离子电池相比锂离子电池的体积更大、密度更低、承载能力更强等优势，因此钠离子电池正极材料的研究仍然有其独特的意义。
目前，钠离子电池正极材料主要包括三类：钴酸盐类、锰酸盐类和磷酸盐类。
其中钴酸盐类最为常见，具有高的比容量和较好的电化学稳定性，但是价格较高且存在资源缺乏的问题。
锰酸盐类相对钴酸盐类价格较低且资源较为丰富，但是容量较低且电化学稳定性不够理想。
磷酸盐类则具有优异的循环稳定性和安全性能，但是钠离子的承载能力较低。
2. 影响钠离子电池正极材料性能的因素钠离子电池正极材料的性能受到多种因素的影响。
首先，正极材料的热稳定性、化学稳定性和电化学稳定性是保证电池安全性和循环寿命的基础。
其次，正极材料的离子扩散系数、电导率和结构稳定性可以影响电池的放电能力和充电速度。
最后，正极材料的比容量和循环寿命则是评估电池性能的重要指标。
3. 研究进展及存在问题在钠离子电池正极材料的研究中，目前主要困难有两个方面。
一方面，由于钠离子与锂离子化学性质的相似性和理解上的差异，很多锂离子电池正极材料在钠离子电池中的性能表现并不直观。
因此，需要寻找更为适合钠离子电池的正极材料。
另一方面，钠离子电池在充放电过程中经常会发生相变，导致正极材料结构的重构和容量衰减，这也是当前研究中需要解决的问题。
近年来，很多学者对钠离子电池正极材料的研究进行了广泛的探索。
其中，多相材料和复合材料成为了一个研究热点。
通过合理的设计和构造，可以实现钠离子的扩散和传导，提高电池的容量和循环寿命。
高铁酸钠在二氧化锡-三氧化二锑／钛电极上的电化学行为研究
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｅ ｅ ｔｏ ｈ ｍｉａ ｅ ａ ｉｒａ ｄ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓｏ ｅ ｓｒ ｃ ： ｈ ｌｃ ｒ ｃ ｅ ｃ ｌｂ ｈ ｖ ｏ ｎ ａａ ｔ ｒ ｆＦ
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高铁 酸盐 具有 较强 的氧 化性 ， 在污 水处理 、 机 有 物 氧化 、 菌 消 毒 等 领 域 有 广 泛 的 应 用 』 自从 杀 ，
化膜 的材 料组 成 和制备 方法 而改 变 。作者通 过优 化
ＳＯ 一Ｓ ３Ｔ 电 极 制 备 条 件 ， 究 了 ＦＯ一 ｎ ｂＯ／ ｉ 研 ｅ］／
化学 生 成 高铁 酸盐 的 活化 能 ， 对 中 间态 Ｆ （ 物 并 ｅ Ｖ）
种进 行 了探讨 。
但 热力 学条 件表 明 ， 氧反 应 是 制 约 高铁 酸 盐 电 化 析
学 选择 性 再 生 的关 键 因 素 ， 目前 对 Ｆ Ｏ 一 Ｆ Ｏ 而 ｅ ／ ｅ ￣ 体 系在 碱性 溶液 中 的氧 化 还 原 电势 众 说 纷 纭 ， 明 说 ＦＯ 一 ＦＯ ｅ ／ ｅ ￣体 系 绝 非 简 单 体 系 ， 该 存 在 中 间 态 应 物 种和更 为 细致 的氧 化 还 原 电对 ， 目前 却 缺 乏 相 但 应 报道 。Ｓ Ｏ ｎ 一Ｓ Ｔ 电极 是 一 类 性 能 优 异 的 ｂ Ｏ／ ｉ 掺 杂半导 体 电极 ， 称 为 尺寸 稳 定 阳极 （ Ｓ 。 被 Ｄ Ａ） 它 具有较 高 的析氧 电位 、 良好 的 电 化学 稳 定 性 和 耐
高铁酸钠溶液处理焦化废水影响因素研究_刘成伦
第5卷第7期环境工程学报Vol ．5，No ．72011年7月Chinese Journal of Environmental EngineeringJul ．2011高铁酸钠溶液处理焦化废水影响因素研究刘成伦1徐龙君2杜娴1吕华山1（1．重庆大学化学化工学院，重庆400044；2．煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室（重庆大学），重庆400044）摘要采用电化学合成的高铁酸钠溶液直接对焦化废水进行处理，考察了pH 值、高铁投加量和作用时间对废水中污染物去除率的影响。
结果表明，获得最佳去除效果的适宜pH 值为9，废水中各种污染物的脱除率随着高铁投加量的增大而升高；当作用时间为50min 、高铁投加量为41.67mmol /L 时，废水中酚的脱除率可达到74.2%。
研究还发现，处理过程中用硫酸调节适宜pH 值同时可促进（NH 4）2SO 4晶体的析出，既有利于氨氮的去除，又实现了氨氮的回收利用。
关键词高铁酸钠焦化废水氧化作用絮凝作用中图分类号X703文献标识码A文章编号1673-9108（2011）07-1459-04Research on influencing factors in coking wastewater treatmentby sodium ferrite solutionLiu Chenglun 1Xu Longjun 2Du Xian 1LüHuashan 1（1．College of Chemistry and Chemical Engineering ，Chongqing University ，Chongqing 400044，China ；2．State Key Laboratory of Coal Mine Disaster Dynamics and Control ，Chongqing University ，Chongqing 400044，China ）Abstract The work was performed on treating simulating coking wastewater directly using the sodium fer-rate ，which was prepared with electrosynthesis in the NaOH solution．The effects of pH ，ferrate dosage ，reactiontime on phenol ’s degradation ratio of coking wastewater were investigated in this study．The results showed that the disposing effect was the best under the condition of weak alkalinity and the optimum pH value was 9．The re-moval rates of phenol and NH 3-N were improved gradually with the increase of added ferrate．The phenol removal rate reached 74.2%when reaction time was 50min and the dosage of ferrate was 41.67mmol /L．Moreover ，theprecipitation of （NH 4）2SO 4crystal during the adjusting pH process with sulfate acid was beneficial to the removal of NH 3-N．Key words sodium ferrate ；coking wastewater ；oxidation ；flocculation 基金项目：重庆市科技计划攻关资助项目（CSTC ，2004AD7027）收稿日期：2010－03－08；修订日期：2010－06－22作者简介：刘成伦（1963 ），女，博士，教授，主要从事应用化学、废水处理等领域的教学与科研工作。
制取高铁酸钠的方程式
制取高铁酸钠的方程式高铁酸钠是一种重要的无机化合物，它广泛应用于化学、冶金、电子、医药等领域。
制取高铁酸钠的过程中，需要掌握一定的化学知识和实验技能，同时也需要遵循一定的安全操作规程。
本文将介绍制取高铁酸钠的方程式及其相关知识。
一、高铁酸钠的化学性质高铁酸钠的化学式为NaFe(SO4)2·12H2O，它是一种白色结晶粉末，易溶于水。
高铁酸钠具有很强的氧化性和还原性，它可以与许多物质发生反应，如与金属、非金属元素、有机物等反应，生成不同的化合物。
二、制取高铁酸钠的方法1、化学法制取高铁酸钠可以通过化学法制取，其主要步骤包括：1）将硫酸铁溶液与氢氧化钠溶液混合，生成氢氧化铁沉淀；2）将氢氧化铁沉淀与硫酸钠溶液混合，生成高铁酸钠沉淀；3）将高铁酸钠沉淀过滤、洗涤、干燥，得到高铁酸钠产品。
反应方程式：FeSO4 + 2NaOH → Fe(OH)2 + Na2SO44Fe(OH)2 + O2 + 4H2SO4 → 4FeSO4 + 8H2OFeSO4 + Na2SO4 + 2H2O2 → Na2Fe(SO4)2 + 2H2O2、电化学法制取高铁酸钠也可以通过电化学法制取，其主要步骤包括：1）将硫酸铁溶液和硫酸钠溶液混合，制备电解液；2）将电解液注入电解槽中，通过电解反应，生成高铁酸钠沉淀；3）将高铁酸钠沉淀过滤、洗涤、干燥，得到高铁酸钠产品。
反应方程式：Anode: Fe → Fe2+ + 2e-Cathode: 2H2O + 2e- → H2 + 2OH-Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)24Fe(OH)2 + O2 + 4H2SO4 → 4FeSO4 + 8H2OFeSO4 + Na2SO4 + 2H2O2 → Na2Fe(SO4)2 + 2H2O三、制取高铁酸钠的注意事项1、在制取高铁酸钠的过程中，应注意安全，避免接触皮肤和吸入气体。
2、在配制电解液时，应严格按照比例进行混合，避免出现不必要的化学反应。
制取高铁酸钠的方程式
制取高铁酸钠的方程式高铁酸钠是一种常见的无机化合物，广泛应用于工业和科研领域。
制取高铁酸钠的方法有多种，其中最常见的是通过反应制备。
本文将介绍制取高铁酸钠的方程式及其制备过程。
1.高铁酸钠的化学式高铁酸钠的化学式为Na3FeO4，它是一种无色晶体，易溶于水。
高铁酸钠具有较强的氧化还原性和强酸性，可用于制备其他化合物或作为催化剂等。
2.制备高铁酸钠的方法制备高铁酸钠的方法有多种，其中最常见的是通过反应制备。
制备高铁酸钠的反应方程式如下：Na2CO3 + FeSO4 + H2O2 → Na3FeO4 + CO2 + H2O + SO4 其中，Na2CO3为碳酸钠，FeSO4为硫酸亚铁，H2O2为过氧化氢。
在反应中，先将硫酸亚铁和碳酸钠混合，然后加入过氧化氢。
反应产生的气体CO2会从反应瓶口排出。
反应完成后，将反应液过滤，得到高铁酸钠的产物。
3.制备过程中的注意事项制备高铁酸钠的过程中需要注意以下几点：（1）反应瓶应干净干燥，以免杂质影响反应过程。
（2）反应时应注意控制反应温度和反应时间，避免过度反应或反应不完全。
（3）反应产生的CO2气体有毒性，应在通风良好的地方进行反应，并佩戴防护口罩和手套等防护装备。
（4）反应液过滤时应使用滤纸或滤网，以去除杂质和未反应的物质。
4.高铁酸钠的应用高铁酸钠是一种重要的无机化合物，广泛应用于工业和科研领域。
以下是高铁酸钠的一些应用：（1）催化剂：高铁酸钠可作为氧化剂和催化剂，用于氧化反应和有机合成等领域。
（2）防腐剂：高铁酸钠可用于防腐处理，防止金属腐蚀和生物降解等。
（3）电池材料：高铁酸钠可用作电池材料，具有较高的电化学性能和能量密度。
（4）其他应用：高铁酸钠还可用于制备其他化合物，如高铁酸铵、高铁酸钾等。
5.结语制取高铁酸钠的方程式及其制备过程是化学实验中的基础内容，也是了解高铁酸钠应用的必备知识。
在进行实验时，应注意安全和环保，遵守实验室规定和操作规程。
高铁酸钠具有广泛的应用前景，我们应加强对它的研究和开发，为人类社会的发展做出贡献。
工业制备高铁酸钠离子方程式
工业制备高铁酸钠离子方程式1. 引言高铁酸钠，听起来是不是很高大上？实际上，它在工业中可是个大忙人呢。
今天咱们就来聊聊这个化学小伙子是怎么在实验室里“变魔术”的，当然，咱们也不忘加点幽默调味，让这趟化学之旅不那么枯燥。
2. 高铁酸钠是什么2.1 高铁酸钠的背景高铁酸钠，也就是 Na₂FeO₄，这小家伙主要是由钠、铁和氧组成的。
它的颜色往往是那种亮闪闪的紫色，看上去就像是高级葡萄酒的颜色，令人眼前一亮。
它在水处理、氧化反应等领域可是个好帮手，真的是“你想不到的多才多艺”！2.2 为啥要制备它？很多朋友可能会问，咱们干嘛要制备高铁酸钠呢？嗯，首先，它的氧化能力强得让人惊叹，可以用来处理污水，降低污染物浓度；其次，它在化学合成中，也能作为氧化剂，助力反应进行，简直就是反应界的“帮派老大”。
3. 工业制备方法3.1 原料准备那么，怎么才能把这些原料变成高铁酸钠呢？首先，咱们得准备好几样东西。
钠盐、铁盐和氧化剂，这三位小伙伴是必不可少的，当然水也是得备上，谁说化学反应不需要“润滑剂”呢？3.2 反应过程接下来，咱们就要进入反应的环节了！先把钠盐和铁盐溶解在水里，就像调制鸡尾酒一样，让它们充分混合。
然后，加入氧化剂，开始搅拌。
这时候，反应就像是火山爆发一样，冒出一股股气泡，别忘了准备好安全装备哦！反应完后，咱们可以看到一层漂亮的沉淀物，慢慢地，那个紫色的小家伙就浮出水面了。
在这过程中，温度可不能马虎，保持在适宜的范围内，太高了可能“玩脱”，太低了又不够活跃，搞得反应半天不动，简直是“龟速行驶”。
控制好温度、pH值，才能让这场化学派对更尽兴。
4. 收集与净化4.1 沉淀与过滤反应结束后，咱们得把高铁酸钠从反应液中“捞”出来。
这时候，利用过滤的方法，把沉淀物收集起来，就像捞鱼一样，动作要快、要稳，别让它们跑了。
然后，洗涤沉淀，去除杂质，确保咱们的“宝贝”干净利落，光鲜亮丽。
4.2 干燥与储存最后一步，当然是干燥咯。
液体高铁酸钠同时去除电镀废水中氰化物和重金属
第!!卷"第#期环境工程学报$%&'!!!(%'#)*!+年#月,-./0102%34/5&%67/8.4%/90/:5&7/;./004./;<54')*!+基金项目 福建省国际合作项目")*!Bj **!##$泉州市科技计划重点项目")*!Bf !)?#收稿日期 )*!=@!)@*!$录用日期 )*!>@*)@)B第一作者 朱铭桥"!A?A %#!男!硕士研究生!研究方向&水处理技术'7C 95.&&9./;D.5%6&X F1./5'J %9!通信作者!7C 95.&&G&X 35/F-D3'0I3'J /液体高铁酸钠同时去除电镀废水中氰化物和重金属朱铭桥 黄华山 苑宝玲!周真明 刘淑坡华侨大学土木工程学院市政与环境工程研究所!厦门#>!*)!摘"要"采用自制的电化学装置在线制备液体高铁酸钠!然后将制得的高铁酸钠投加到电镀废水中进行处理!考察不同\`值和不同高铁酸钠投加量对废水中总氰化物(,3)k((.)k去除率的影响$对比研究了高铁酸钠氧化法和次氯酸钠氧化法在处理低浓度含氰电镀废水的效果'结果表明!当\`为A l !*!高铁酸钠的最佳投加量为*Q *)B l *Q *B?99%&+^@!时!总氰化物(,3)k和(.)k的同时去除率均在A*c 以上$在处理低浓度含氰电镀废水时!高铁酸钠对总氰化物(,3)k和(.)k的同时去除率均明显高于次氯酸钠'这是因为高铁酸钠能够有效地氧化多种络合态的氰化物!包括,3",(##@B(,3",(#)@B((.",(#)@B等!使废水中的重金属转变为离子态$然后在碱性条件下!在高铁酸盐还原产物C Z 0"L `##助凝和絮凝作用下!反应生成沉淀!达到同时去除氰化物和重金属的目的'关键词"高铁酸钠$电镀废水$总氰化物$重金属离子$氧化作用$絮凝作用中图分类号"O +*#""文献标识码"P ""文章编号"!>+#C A!*?")*!+#*#C !=B*C *=""#"$"!*Q !)*#*K H 'J H 00')*!=!)**BF 36,9*',.)0*-(13*-1/3*9063+*'8(-3'3)+2,&'*+(-;>*8+3>*+32<08,1(76.322*+3f `U<./;D.5%!`U P (S`351-5/!W U P (Y 5%&./;!!f `L Uf -0/9./;!^j UM-3\%j 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.;')",3480%66%495:.%/%61%I.3960445:0置于!***9^烧杯中!加入现场制备的高铁酸钠溶液!调节其\`值'先)**4+9./@!快速搅拌=9./!再=*4+9./@!慢速搅拌#*9./!静置沉淀>*9./'用中速滤纸过滤!分别测定滤后液的氰化物(,3)k((.)k'分别考察了不同\`值(不同高铁酸钠投加量对废水中污染物"氰化物(,3)k((.)k#去除率的影响'该电镀废水水质指标如下&\`"!Q =!V ,("?**9;+^@!!,3)k "?**9;+^@!!(.)k "B**9;+^@!'B@结果与讨论BA ?不同&W 值对去除率的影响高铁酸钠在酸性条件下主要以`Z 0L @B的形式存在!而在碱性条件下主要以Z 0L )@B的形式存在'两者的相互转化关系式如式)!)*">#所示&`Z 0L @B .Z 0L )@B k `k !\75!`Z 0L Be +Q )#")=g #">#研究表明!`Z 0L @B比Z 0L )@B具有更强的氧化能力'\`值对高铁酸钠氧化作用的影响很大!随着\`值的升高!高铁酸钠氧化能力会逐渐下降'图#"不同\`值对电镀废水中污染物去除率的影响Z .;'#"7660J :%6\`%/:-0409%85&45:0%6J %/:59./5/:1./0&0J :4%\&5:./;E 51:0E 5:04由于氰化物的处理过程须在碱性条件下进行!所以考察\`h +时!不同\`值对高铁酸钠去除率的影响'投加量为*Q *)B 99%&+^@!!V ,(e)AQ +=9;+^@!!,3)k e !+Q )*9;+^@!!(.)ke BQ >*9;+^@!!不同\`值条件下高铁酸钠去除氰化物(,3)k((.)k的效果如图#所示'由图#可知!随着\`值的增大!氰化物(,3)k((.)k的去除率均增加'\`在+l A 时!#种污染物的去除率均呈增大趋势'在\`h A 时!氰化物和,3)k的去除率趋于稳定!而(.)k的去除率继续增大'高铁酸钠在偏碱性条件下对氰化物(,3)k((.)k的去除率显著'这是因为高铁酸钠虽然在酸性条件下的氧化能力极强!同时自身分解也很强!未来得及与污染物反应就迅速分解$而在偏碱性条件下!虽然高铁酸钠的氧化能力下降!但是高铁酸钠的稳定性明显的增加'M`P N <P 等)!#*的研究表明!\`在A l !*时!高铁酸钠的稳定性最大'在\`q A 时!高铁酸钠极不稳定!自身分解反应快!这样发挥氧化作用的高铁酸钠少$\`在A l !*时!高铁酸钠最稳定!自身分解反应慢!发挥氧化作用的高铁酸钠多$\`h !*时!尽管高铁酸钠非常稳定!但是此时高铁酸钠的活性降低!氧化能力减弱'综合考虑#种污染物的去除率!确定高铁酸钠处理电镀废水中污染物的最适宜\`值范围为A l !*'BA B不同高铁酸钠投加量对去除率的影响在\`为A !氧化时间为A=9./!V ,(e B#Q >?9;+^@!!,3)ke )*Q **9;+^@!!(.)ke !#Q )*9;+^@!!不同高铁酸钠投加量对电镀废水中氰化物及,3)k((.)k的去除率如图B 所示'由图B 可知!当高铁酸钠投加量小于*Q *)B 99%&+^@!时!电镀废水中的氰化物(,3)k((.)k的去除率随着高铁酸钠投加量的增加而显著增大'高铁酸钠首先和废水中的氰化物发生氧化还原反应!自由态氰直接被氧化!络合态的氰被氧化破除络合态!将络合态中的,3)k((.)k释放成为离子态!因为溶液呈碱性状态!所以,3)k((.)k形成沉淀从而被去除'而且高铁酸钠反应后生成的Z 0"L `##具有很好的絮凝作用!能够将形成的小颗粒絮凝结成大颗粒而易被截留!且这种作用随着高铁酸钠投加量的增加而增强'因)B =!第#期朱铭桥等&液体高铁酸钠同时去除电镀废水中氰化物和重金属图B"不同高铁酸钠投加量对电镀废水中污染物去除率影响Z .;'B"7660J :%61%I.3960445:0I%10%/409%85&45:01%6J %/:59./5/:1./0&0J :4%\&5:./;E 51:0E 5:04此!高铁酸钠同时发挥出了氧化和絮凝双重作用!实现了氰化物和重金属的同时去除'而当高铁酸钠投加量大于*Q *)B 99%&+^@!时!随着高铁酸钠投加量增加到*Q *B?99%&+^@!!污染物的去除率变化不明显'这是因为电镀废水中可能还含有其他稳定形态的氰化物如铁氰化合物!这些稳定的氰化物很难被氧化剂氧化)!B *'而,3)k((.)k的去除率和氰化物的去除率有着密切的联系!如果电镀废水中氰化物以络合态存在时)!=*!,3C,(((.C ,(是可溶物质!在没有被氧化破除络合态之前!络合态的金属离子",3)k((.)k#不会形成沉淀而被去除'所以!再加入的高铁酸钠也不能继续氧化破除络合态的氰化物时!,3)k((.)k的去除作用也就受到了影响'因此!高铁酸钠的最佳投加量为*Q *)B l *Q *B?99%&+^@!!#种污染物的去除率均达到A*c 以上'BA C 对比次氯酸钠和高铁酸钠处理低浓度含氰电镀废水的效果在电镀过程中!会产生一部分清槽废水!该废水水量小!污染物浓度低!但是处理难度比高浓度废水还高'V ,(e >Q +A (=Q )!(?Q )?(!*Q >+9;+^@!!,3)ke !Q =?(!Q A=()Q )+(#Q >!9;+^@!!(.)ke >Q #?(#Q ?+(AQ B*(!)Q !!9;+^@!!\`e !Q !(!Q *(!Q =(*Q A 时!实验中采用次氯酸钠和液体高铁酸钠同时对B 种不同浓度的电镀废水进行对比实验!实验结果如图=和图>所示'图="次氯酸钠处理低浓度电镀废水中污染物的去除率Z .;'="N 09%85&45:01%6J %/:59./5/:1./0&0J :4%\&5:./;E 51:0E 5:04E .:-&%EJ %/J 0/:45:.%/%6J %/:59./5/:1GX 1%I.39-X \%J -&%4.:图>"高铁酸钠处理低浓度电镀废水中污染物的去除率Z .;'>"N 09%85&45:01%6J %/:59./5/:1./0&0J :4%\&5:./;E 51:0E 5:04E .:-&%EJ %/J 0/:45:.%/%6J %/:59./5/:1GX 1%I.3960445:0由图=可以看出!次氯酸钠氧化法对低浓度电镀废水的去除效果不佳!去除率均低于=*c '这是因为在碱性条件下次氯酸钠的氧化性较弱'当次氯酸钠不能破除络合态的氰化物!就会导致出水中氰化物和重金属的超标'而且实验中还发现!次氯酸钠即使过量投加!不仅去除效率没有提高!还易将电镀废水中的(."L `#)氧化成(."L `##!由于(."L `##呈黑色!严重影响出水色度'由图>可以看出!投加高铁酸钠对低浓度污染物的电镀废水处理效果显著!仅投加*Q **+)99%&+^@!的液体高铁酸钠!#种污染物的去除率都接近于!**c '但是#种污染物的去除率并没有随着高铁酸钠投加量的增加而提高!这是由于电镀过程中大量的使用光亮剂和添加剂!具有还原性的光亮剂和添加剂会消耗高铁酸钠'高铁酸钠能够有效的氧化多种络合态的氰化物!包括,3",(##@B(,3",(#)@B((.",(#)@B等'高铁酸钠可以破除络合态的氰化物!使废水中的重金属转变为离子态!在碱性条件下!通#B =!环境工程学报第!!卷过高铁酸盐的还原产物氢氧化铁的助凝和絮凝作用下!反应生成沉淀!从而达到同时去除氰化物和重金属的目的'研究表明!高铁酸钠氧化去除<C ,("<为重金属#是一个快速高效的反应!高铁酸钠对几种,3C ,(和(.C ,(的反应方程式)!>C !+*如"+#("?#所示&=`Z 0L @B k ,3",(##@B k ?`)L #=Z 0"L `##k ,3)k k B,(L @k #K )L )k >L `@"+#B`Z 0L @B k (.",(#)@B k >`)L #BZ 0"L `##k (.)kk B,(L @k BL `@k L )"?#可见!高铁酸钠能够有效地同时去除电镀废水中的氰化物和重金属!在整个过程中!高铁酸钠能够同时发挥氧化(絮凝(共沉淀多种协同作用!是一种高效的多功能氧化剂'C@结论!#采用电化学方法在线制备高铁酸钠溶液!无须对高铁酸钠进行稳定化!降低了高铁酸钠的损耗')#高铁酸钠快速去除电镀废水中氰化物的同时!依靠反应产物的絮凝吸附作用进一步去除废水中的,3)k和(.)k$实现了氰化物和重金属的同步去除'##当\`为A l !*时!高铁酸钠最稳定!电镀废水中各种污染物的去除率趋近于最大值$处理效果和高铁酸钠的投加量有着密切的关系!高铁酸钠的最佳投加量为*Q *)B l *Q *B?99%&+^@!!#种污染物的去除率均达到A*c 以上'B #用高铁酸钠处理低浓度含氰电镀废水!不仅安全高效!而且可以解决传统次氯酸钠氧化法破氰不完全(易将氢氧化镍氧化成氢氧化高镍的问题!处理后不会带来二次污染!是一种绿色的处理方法'参考文献)!*曾武'电镀废水处理技术的研究和发展)2*'广东化工!)*!!!#?"B #&!+#C !+B))*f P S U N WS2!L U _27`P (j i !_7M,` 7(7M ^',-545J :04.[5:.%/5/I 585.&5G.&.:X %6J X 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高铁酸钡的电化学合成研究
高铁酸钡的电化学合成研究高铁酸钡（BaFeO3）是一种具有重要应用潜力的多铁性材料，具有独特的电学、磁学和光学性质。
电化学合成是一种有效的合成方法，可以控制材料的形貌和性能。
本文将以高铁酸钡的电化学合成研究为标题，探讨该合成方法在制备高铁酸钡材料方面的优势和应用。
第一部分：引言高铁酸钡是一种具有多铁性质的材料，它同时具有铁电和铁磁性质。
这使得高铁酸钡在电子器件、储能器件和传感器等领域具有广泛的应用前景。
然而，传统的合成方法如固相反应和溶胶-凝胶法往往无法控制材料的形貌和性能。
因此，电化学合成成为一种重要的合成方法，可以通过调节电化学条件来实现对材料的精确控制。
第二部分：电化学合成方法电化学合成是利用电流通过电解质溶液中的金属离子，在电极表面生成所需材料的方法。
对于高铁酸钡的合成，常用的电化学合成方法是阳极氧化法和电沉积法。
（一）阳极氧化法阳极氧化法是通过在阳极上施加电压，在电解液中形成氧化层，进而沉积出所需材料。
在高铁酸钡的合成中，常用的阳极材料有不锈钢或钛。
通过调节电解液的成分和电压，可以控制沉积的高铁酸钡的形貌和晶体结构。
（二）电沉积法电沉积法是将材料的金属离子从电解液中沉积到电极上，形成所需材料。
在高铁酸钡的合成中，常用的电极材料有不锈钢或钛。
通过调节电流密度、电解液成分和温度等参数，可以控制沉积的高铁酸钡的形貌和性能。
第三部分：优势和应用电化学合成方法具有以下优势：（一）形貌控制能力电化学合成方法可以通过调节电化学条件，如电压、电流密度和电解液成分等，来控制材料的形貌。
这种形貌控制能力对于高铁酸钡材料的性能优化和应用具有重要意义。
（二）单相纯度高电化学合成方法可以实现高铁酸钡材料的单相纯度较高。
通过适当调节电化学条件，可以减少杂质的存在，提高材料的纯度和晶体质量。
（三）结构和性能调控电化学合成方法可以调控高铁酸钡材料的晶体结构和性能。
通过改变电化学条件，如电压和电流密度等，可以实现晶体结构的控制和性能的优化，从而满足不同应用的需求。
铁酸钠基正极材料
铁酸钠基正极材料
铁酸钠是一种含有钠离子和铁离子的化合物，其分子式为NaFeO2。
铁酸钠是一种非常重要的材料，其可以作为锂离子电池的正极材料，具有高电压、高容量、低成本的优点。
同时，铁酸钠还被广泛用于燃料电池、储能技术、太阳能电池等领域。
铁酸钠的结构是层状结构，Na+离子排列在两层氧化铁之间，形成具有三元轴对称性的六方晶系。
铁酸钠的电化学性能取决于其层状结构的稳定性和可逆性。
铁酸钠作为锂离子电池正极材料，其优点主要表现在以下几个方面：
1.高电压和高容量：铁酸钠的可逆容量高达170mAh/g，且其输出电压可达3.6V，相比于传统的锂电池材料，具有更高的能量密度和功率密度。
2.良好的循环性能：经过很多次循环后，铁酸钠的电化学性能保持稳定，这意味着其循环寿命长。
3.稳定性强：铁酸钠可在高温条件下工作，其热稳定性和化学稳定性很高，同时也不易受潮和腐蚀。
4.成本低：铁酸钠的制备工艺简单，材料成本低廉，也易于大规模生产，这使得铁酸钠成为了一种极具经济性的电池正极材料。
然而，铁酸钠作为锂离子电池正极材料，其性能仍然有待进一步提高。
例如，其电导率较低，阻碍了其在高倍率下的应用；安全性仍需提高，具体表现为其易燃爆等问题。
-浅谈电化学合成
浅谈电化学合成摘要：电化学合成作为一种新型的合成方法，其研究和工业应用进展迅速，本文主要针对电化学合成中所涉及到的合成工艺，分类，研究内容以及一些亟待解决的问题进行了详细的论述，最后针对电化学合成这种新型的技术其发展前景进行了简单的展望。
关键词：电化学合成，合成工艺，电化学动力学一、前言早在19世纪初期，雷诺尔德和欧曼发现电是一种强有力的氧化剂和还原剂，那时他们就已经用醇稀溶液进行过电解反应的研究。
1934年，法拉第首先使用电化学法进行了有机物的合成和降解反应研究，发现在醋酸盐水溶液中电解时，阴极上会析出CO，并生成烃类化合物。
后来，柯尔贝在法拉第工作的基础上，创立了电化学合成(又称电解合成)的基本理论[1]。
虽然电化学合成的研究早在19世纪初就已经开始，但是限于理论和工艺复杂性及有机催化合成迅速发展带来的竞争，只是作为化学家们在实验室中制备化合物的一种常用方法，并未在工业化上迈出步伐。
众所周知，有机合成在整个化学工业中占有很大比重，但有机合成反应往往是副反应众多的化学反应，工艺流程复杂，环境污染大，因此近年来绿色工艺，洁净技术，环境友好工艺成为化学工业发展的前沿，其中被称为“绿色合成”技术的有机电化学合成工艺作为一种崭新有效的化学合成方法，日益受到人们的重视。
1965年，美国Monsanlo公司15万吨己二睛装置的建成投产，标志着有机电台成进入了工业化时代．从此，化合物的电化学性质和电化学反应机理的研究得到了快速发展，以有机电合成为基础的工业领域不断出现，世界工业先进国家电化学合成的发展非常迅速，目前已有上百种化工产品通过电化学合成实现了工业化生产或者进入了中试阶段。
近年来每年发表的有关电化学合成方面的研究论文几百篇，有关的专利发明每年平均有50470项之多[2]。
我国电化学合成方面的研究起步较晚。
近几十年来，我国已有许多研究者涉足这一领域，做了大量研究开发工作。
近10年来，我国电化学合成领域得到了较大的发展，有10多个产品实现了工业化，研究的品种也日趋增多，我国电化学合成科学和技术与世界的差距正在逐步缩小。
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扬州大学硕士学位论文高铁酸钠的稳定性及电化学合成研究姓名：徐小川申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：许文林;王雅琼20050501徐ｄ，Ｊ１ｌ：高铁酸钠的稳定性及电化学合成研究摘要高铁酸盐是一种具有应用和开发前景、环境友好的多功能“绿色化学”试剂，在水处理等领域有广泛的应用前景。
目前高铁酸盐的合成法主要有化学氧化法、电化学法。
化学合成法工艺复杂，成本较高，过程中需使用毒性很大的氯气，对环境造成很大污染，其推广应用受到限制。
而电化学合成法操作过程简单，对环境—破好，但存在制各过程速率小和电流效率低的问题。
本文以高铁酸钠的电化学氧化制备过程为研究体系，研究了碱溶液中高铁酸钠的稳定性，探讨了影响高铁酸钠稳定存在的因素。
研究了在不同的操作条件下电解制备高铁酸钠，探讨了操作条件对电解制备高铁酸钠的影响，并将超声技术应用于该过程中，通过电化学和超声技术的耦合设法解决该过程中电极活性降低、过程电流效率低等问题，初步探讨了超声对高铁酸钠电解制备过程的影响规律。
主要开展工作如下：１．ＮａＯＨ溶液中高铁酸钠的稳定性（１）ＮａＯＨ溶液的浓度对高铁酸钠稳定性的影响在温度为４０．０。
Ｃ下，分别对６．０ｍｏｌ·Ｌ１、１２．０ｍｏｌ·Ｌ～、１４．０ｍ０１．Ｌ＿１、１６．０ｍｏｌ·Ｌ‘１的ＮａＯＨ溶液中高铁酸钠的分解浓度进行了测定，由于高铁酸钠的分解反应符合一级反应动力学，因而可求得不同浓度的ＮａＯＨ溶液中高铁酸钠的分解速率常数及分解半衰期。
实验测定的结果为：６．０ｍｏｌ·Ｌ～、１２．０ｍ０１．Ｌ一、１４．０ｍｏｌ－Ｌ一、１６．０ｍｏｌｒＬ“ＮａＯＨ溶液中的高铁酸钠的分解反应速率常数分别为０．１ｌｈ～、０．０８ｈ一、０．０６ｈ～、Ｏ．０４ｈ～；分解半衰期分别为６．３０ｈ、８．４６ｈ、１０．９５ｈ、１６＋９３ｈ。
结果表明，随着ＮａＯＨ溶液的浓度增大，高铁酸钠的稳定性增强。
（２）温度对高铁酸钠稳定性的影响在１２．０ｔ００１．Ｌ。
１ＮａＯＨ溶液中，温度分别为３０．０。
Ｃ、４０．０。
Ｃ、５０．０。
Ｃ下，对高铁酸钠的分解浓度进行了测定，并求得不同温度下高铁酸钠的分解速率常数及分解半衰期。
实验测定的结果为：３０．０。
Ｃ、４０．０。
Ｃ、５０．０。
Ｃ下的高铁酸钠分解速率常数分别为Ｏ．０４ｈ～、０．０８ｈ１、Ｏ．１７ｈ一；分解的半衰期分别为１７．４０ｈ、８，４６ｈ、４．１７ｈ；分解反应活化能为５８．１３ｋＪ－ｍｏｌ～，分解反应的速率方程为：ｒ２１·１５４×１０’’ｅｘｐ（一５８·１３／丑丁）’Ｃ凡Ｄ．：一。
结果表明，随着温度的升高，高扬州大学硕士学位论文铁酸钠稳定性减弱。
（３）Ｆｅｚ＋、Ｆｅ３＋对高铁酸钠稳定性的影响在温度为５０．０＂Ｃ下，分别对添加Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋的１２．０ｍｏｌ·Ｌ。
１ＮａＯＨ溶液中高铁酸钠分解浓度进行了测定。
测定的结果为：碱溶液里含有Ｆｅ２＋、Ｆｅ３＋，使得高铁酸钠分解较快，其中Ｆｅ２十更能促进高铁酸钠分解。
（４）超声对高铁酸钠稳定性的影响在温度为５０．０。
Ｃ下，分别对有无超声作用下１２．０ｔｏｏｌ·Ｌ。
１ＮａＯＨ溶液中高铁酸钠分解的浓度进行了测定。
测定的结果为：在超声条件下高铁酸钠的分解速率比在无超声条件下的较快。
２．静止条件下电解法制各高铁酸钠（１）不同的操作温度下电解制备高铁酸钠在恒定的操作电流密度，操作温度分别为２０．０。
Ｃ、３０．０。
Ｃ、４０．０。
Ｃ、５０．０＂Ｃ下，以纯铁为阳极，电解１２．０ｔｏｏｌ·Ｌ。
１ＮａＯＨ溶液制备高铁酸钠，测定不同时间下的高铁酸钠生成的浓度。
测定的结果为：高铁酸钠生成的浓度和电流效率均随着操作温度的升高而增加，在一定的温度下，电流效率从电解反应的开始到８０．０分钟，保持稳定不变。
（２）不同操作电流密度下电解制各高铁酸钠在恒定的操作温度，操作电流密度分别为２０．０ｍＡ·响。
、４０．０ｍＡ·Ｃ１ＴＩ．－２、６０．０ｍＡ．Ｃｌｌｑ＿一、８０．０ｍＡ·ｃｍ－２下，以纯铁为阳极，电解１２．０ｍｏｌ－Ｌ１ＮａＯＨ溶液制备高铁酸钠，测定不同时间下高铁酸钠生成的浓度。
测定的结果为：高铁酸钠生成的浓度随着操作电流密度的增加而增大，电流效率随着操作电流密度增大而减小。
３．在超声条件下电解法制备高铁酸钠的影响（１）不同的操作温度下超声对电解反应速率和电流效率的影响在三电极体系中，以纯铁为研究电极，铂为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极。
分别在温度为２０．０。
Ｃ、３０．０。
Ｃ、４０．０。
Ｃ和５０．０。
Ｃ，有无超声的作用下，在１２．０ｍｏｌ·Ｌ。
ＮａＯＨ溶液中进行阳极的稳态极化。
测定的结果为：超声能够改善电极活性；在相同的操作温度下，在有超声作用下的电化学反应速率均比在无超声作徐，Ｊ，Ｊｌ』：高铁酸钠的稳定性及电化学合成研究用下的电化学反应速率快；在操作温度为４０．０℃下超声的作用效应较为明显。
以纯铁板为阳极，不锈钢板为阴极，以１２．０ｍｏｌ·Ｌ。
１ＮａＯＨ溶液为电解液，在恒流的条件下进行整体电解。
在恒定的操作电流密度，操作温度分别为２０．０。
Ｃ、３０．０℃、４０．０＂Ｃ和５０．０。
Ｃ下，进行有无超声作用的电解制备反应，测定不同时间下的高铁酸钠的浓度。
测定的结果为：在相同的操作温度下，有超声作用下高铁酸敏麴生成速率和电流效率均比无超声作用下高铁酸钠的生成速率和电流效率要大；在操作温度为４０．０。
Ｃ下超声的作用效应较为明显。
（２）不同的操作电流密度下超声对电解反应速率和电流效率的影响以纯铁板为阳极，不锈钢板为阴极，以１２．０ｔｏｏｌ·ＬｏＮａＯＨ溶液为电解液，在恒流的条件下进行整体电解。
在恒定的操作温度，操作电流密度分别为５０．０ｍＡ·ｃｍ之、１００．０ｍＡ·ｃｍ也、１５０．０ｍＡ·ｃｍ七和２００．０ｍＡ·ｃｍ－２下，进行有无超声作用的电解制备反应，测定不同时间下的高铁酸钠的浓度。
测定的结果为：在相同的操作电流密度下，有超声作用下高铁酸钠的生成速率和电流效率均比无超声作用下高铁酸钠的生成速率和电流效率要大；超声的作用效应随着电流密度的增大而明显。
４．ＮａＯＨ溶液的浓度、阳极材料对电解法制备高铁酸钠的影响（１）ＮａＯＨ溶液的浓度对高铁酸钠生成速率的影响以纯铁为阳极，在温度为４０．０。
Ｃ，操作电流密度为１００．０ｍＡ·ｃｍｌ２下，分别在浓度为６．０ｔｏｏｌ·Ｌ－１、１２．０ｍｏｌ·Ｌ１、１４．０ｍｏｌ·Ｌ～、１６．０ｍｏｌ·Ｌ－１的氢氧化钠溶液中电解制备高铁酸钠，测定不同时间下高铁酸钠生成的浓度。
测定的结果为：在１４．０ｍｏｌ·Ｌ‘１ＮａＯＨ溶液中制得的高铁酸钠的浓度最大，生成速率最快以及电解过程的能耗最小。
（２）阳极材料对高铁酸钠生成速率的影响在操作温度为４０．０℃，操作电流密度为１００．０ｍＡ·ｃｍ‘２下，分别以不锈刚、纯铁、铸铁为阳极，电解１４．０ｍｏｌ·ＬｏＮａＯＨ溶液制备高铁酸钠，测定不同时间下高铁酸钠生成的浓度。
测定的结果为：以铸铁为阳极电解制得的高铁酸钠的浓度最大，生成速率最快，在这三种电极材料中，采用铸铁电解制各高铁酸钠较好。
４扬州大学硕士学位论文ＡｂｓｔｒａｃｔＦｅｒｒａｔｅ（ＶＩ）ｉｓａｋｉｎｄｏｆｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ－ｆｒｉｅｎｄｌｙｍｕｌｔｉ—ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ“ｇｒｅｅｎｃｈｅｍｉｃａｌｒｅａｇｅｎｔ＇ｗｉｔｈｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｐｒｏｓｐｅｃｔ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙｉｎｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ．Ｆｅｒｒａｔｅ（－Ｖ２）ｉｎｃｕｒｒｅｎｔｗａｓｐｒｏｄｕｃｅｄｍａｉｎｌｙｂｙｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓ．Ｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｗａｓａｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｃｒａｆｔａｎｄｉｔｓｃｏｓｔｗａｓｈｉｇｈｅｒ．Ｔｈｅｔｏｘｉｃｃｈｌｏｒｉｎｅｇａｓｗａｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓｐｒｏｃｅｓｓ，ｒｅｓｕｌｔｉｎｇｉｎｔｈｅｓｅｒｉｏｕｓｐｏｌｌｕｔｉｏｎｔｇ、ｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ＳＯｆｆｓｅｘｐａｎｓｉｏｎａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｗｅｒｅｒｅｓｔｒｉｃｔｅｄ．ＴｈｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓＷａＳｓｉｍｐｌｅｉｎｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓａｎｄＷａＳｆｒｉｅｎｄｌｙｔｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｂｕｔｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｈａｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｌｏｗｃｕｒｒｅｎｔｅｆｆ玎ｃｉｅｎｃｙ．ＴｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆＮａ２Ｆｅ０４ｗｉｔｈｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｗａｓｍａｉｎｌｙｓｔｕｄｉｅｄｉｎｔｈｅｔｈｅｓｉｓ．ＴｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＮａ２Ｆｅ０４ｉｎｔｈｅａｌｋａｌｉａｑｕａｗａｓｆｉｒｓｔｓｔｕｄｉｅｄ；ｔｈｅｆａｃｔｏｒｓｂｅｎｅｆｉｔｉｎｇｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＮａ２Ｆｅ０４ｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙ．ＷｉｔｈｏｕｔｕｌｔｒａＳｏｕｎｄｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＮａ２Ｆｅ０４ｕｎｄｅｒｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｓｅｃｏｎｄｓｔｕｄｉｅｄ，ｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｂｅｎｅｆｉｔｉｎｇｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆＮａ２Ｆｅ０４ｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙ．ＵｌｔｒａｓｏｕｎｄａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆＮａ２Ｆｅ０４ｗｉｔｈｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓｙｎｔｈｅｓｉｓｗａｓｔｈｉｒｄｓｔｕｄｉｅｄ，ｔｈｅｌｏｗｅｌｅｃｔｒｏｄｅａｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｔｈｅｌｏｗｃｕｒｒｅｎｔｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｗｅｒｅｔｒｉｅｄｔｏｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙ，ａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｏｆｕｌｔｒａｓｏｕｎｄｏｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓｐｒｏｃｅｓｓｗａｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｓｗｅｒｅｐｒｉｍａｒｉｌｙａｓｆｏｌｌｏｗｓ：１．ＴｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＮａ２Ｆｅ０４ｉｎＮａＯＨｓｏｌｕｔｉｏｎ（１）ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｈｅａｌｋａｌｉｎｉｔｙｏｆＮａＯＨｓｏｌｕｔｉｏｎｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＮａ２Ｆｅ０４ＴｈｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＮａ２Ｆｅ０４ｉｎ６．０ｔ００１．Ｌ～，１２．０ｍ０１．Ｌ～，１４．０ｍ０１．Ｌ～．１６．０ｍ０１．Ｌ—ＮａＯＨｓｏｌｕｔｉｏｎｓｗｅｒｅｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙｍｅａｓｕｒｅｄａｔ４０．０℃．Ｔｈｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｎｓｔａｎｔａｎｄｈａｌｆ－ｌｉｆｅｏｆＮａ２Ｆｅ０４ｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔＮａＯＨｓｏｌｕｔｉｏｎｓｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｈｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆＮａ２Ｆｅ０４ｍｅｔｆｉｒｓｔ—ｏｒｄｅｒｒｅａｃｔｉｏｎｋｉｎｅｔｉｃｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｗｅｒｅ：ＴｈｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｎｓｔａｎｔｓｏｆＮａｚＦｅ０４ｉｎ６．０ｍ０１．Ｌ～．１２．０ｔ００１．Ｌａ，１４．Ｏｍ０１．Ｌ－１＇１６．Ｏｍ０１．Ｌ一１ＮａＯＨｓｏｌｕｔｉｏｎｓｒｅｓｐｏｎｄｅｄｔｏｏ．１１ｈ－１＇ｏ１０８ｐ，０．０６ｈ－１，０．０４ｈ＂１，ａｎｄｔｈｅｈａｌｆ－ｌｉｆｅｓｒｅｓｐｏｎｄｅｄｔｏ６．３０ｈ，８．４６ｈ，１０．９５ｈ，１６．９３，ｈ．徐小川：高铁酸钠的稳定性及电化学合成研究５Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｉｏｎｏｆＮａＯＨｓｏｌｕｔｉｏｎｗａｓｎｉｇｈｅｒ；ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＮａ２Ｆｅ０４ｗａｓｂｅＲｅｒ．（２）ＴｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｎｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆＮａ２Ｆｅ０４ＴｈｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＮａ２Ｆｅ０４ｉｎ１２．Ｏｍ０１．Ｌ一１ＮａＯＨｓｏｌｕｔｉｏｎｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄａｔ３０．０＊Ｃ，４０．０℃，５０．０＂Ｃ．ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｗｅｒｅ：Ｔｈ赡ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｎｓｔａｎｔｓｏｆＮａ２Ｆｅ０４ａｔ３０．０＊Ｃ，４０．０＊Ｃ，５０．０＊Ｃｒｅｓｐｏｎｄｅｄｔｏ０．０４ｈ～、０．０８４ｈ＿１、Ｏ．１７ｈ－１．ｎ坨ｈａｌｆ－ｌｉｆｅｓｒｅｓｐｏｎｄｅｄｔｏ１７．４０ｈ、８．４６ｈ、４．１７虹ｔｈｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｃｔｉｖａｔｉｏｎｅｎｅｒｇｙｗａｓ５８．１３ＫＪ．ｍｏｌ’’，ｔｈｅｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｒａｔｅｆｏｒｍｕｌａｗａｓ：，＝１．１５４×１０５’ｅｘｐ（一５８．１３／尺丁）‘ＣｎＤ。