新型净水剂高铁酸钾简谈
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经离心、过滤，即可得到高铁酸钠溶液
此时在低温环境下，加入氢氧化钾直至饱和， 当有高铁酸钾结晶析出，过滤后再经苯洗一醇 洗一醚洗，真空干燥即得成品。
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2021/3/27
CHENLI
熔融法反应物少，副反应少，最终产品高铁酸 钾的纯度很高，而且反应的产率较高。但反应 需在高温、密封、干燥的环境下进行，再加上 反应有过氧化物参与，有一 业化生产较难实现。
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CHENLI
实验室简易装置
阴极：铂片或碳棒 阳极：铁 搅拌器
电解槽 恒温池
KOH电解液
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反应式:
2FeSO4+6Na202= 2Na2FeO4+2Na2O +2Na2SO4+O2 Na2FeO4+2KOH =K2FeO4+2NaOH
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CHENLI
FeSO4、Na202在氮气流中加热至700℃时，反 应lh能够得到Na2FeO4粉末
将粉末用5 mol／L的氢氧化钠溶液溶解，然后
高铁酸钾具有极强的氧化性，在酸性和碱性水溶液中 的电极反应如下：
酸性介质：FeO4 2-+8H++3e→Fe3++4H2O
6 碱性介质：FeO42-+4H2022O1/3+/237 e → +Fe(OH)3↓+5COHEHNL-I
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
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HClO、ClO2
聚合硫酸铝、聚合氯化铝
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CHENLI
净水剂的发展
高铁酸钾是一种非氯型高效饮水消毒剂和水处 理剂，国内外均做过较多的报道。例如，高铁 酸钾用作饮水消毒剂时，具有杀菌力强、快速， 且不产生三氯甲烷等有害成分的特点，以其独 特的环境友好特性受到人们越来越多的重视， 其应用前景十分诱人。
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电解法制备
电化学制备高铁酸盐的电解原理如下:
总反应式
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电化学法制备高铁酸钾的原理是：在铁制阳极 发生氧化反应，将Fe2+或Fe。 氧化成FeO2-， 再在阳极液中加入KOH，使高铁酸钾沉淀出 来。
工业上使用隔膜型电解槽，将阳极、阴极完全 隔开。所用隔膜材料，不能使气体透过，并且 是离子选择性渗透膜
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CHENLI
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。
往上述反应液中加人固体NaOH至饱和，保持 水温20℃，继续搅拌。将反应液放料、离心， 用真空泵抽滤。取滤液，即为较纯净的 Na2FeO4溶液。
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CHENLI
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
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CHENLI
将饱和KOH溶液加入到上述溶液中，保持溶液2O℃ ， 并不停搅拌，可见烧杯壁有黑色沉淀物生成，抽滤，滤 渣为K2FeO4；滤液为Na2FeO4溶液，可循环使用。
后处理：重结晶、有机物洗涤纯化、真空干燥
滤渣用3 mol·L KOH溶液溶解，再加入饱和KOH溶液中， 冰水冷却下K2FeO4又析出，抽滤，滤渣为K2FeO4 。 将滤渣先用苯洗涤去除水分，再用95％ 乙醇洗涤去除 碱，最后用乙醚洗涤去除水和乙醇。有机物洗涤后，立 即的对稳其定真性空。干燥，使水分、有机物挥发，保证K2FeO4
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化学性质
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。
另外，其适用的pH范围比含氯药剂宽，处理 后的水无臭无味，口感好，而且成本低于其他 净水剂
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CHENLI
高铁酸钾
分子式：K2FeO4
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CHENLI
高铁酸钾的性质 物理性质
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高铁酸钾是铁的六 价化合物，是一种 深紫色有光泽的晶 体粉末，其水溶液 呈紫红色。干燥的 高铁酸钾在常温下 可以在空气中长期 稳定存在，198℃ 以上开始分解。但 含水的高铁酸钾热 稳定性明显下降， 80℃时迅速分解为 Fe(OH)3
新型净水剂高铁酸钾
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净水剂的发展
随着全球工业化高度发展，全世界对水的需求量也越来越大，从 而导致对水体的污染也越来越严重。水污染已经严重影响了人们 的健康和生活，水污染治理已成为世界环境治理尤为关注的问题 之一， 人们迫切需要一些新型高效的水处理剂以满足在饮用水 处理中的应用。
在过去的近一个世纪中，氯系消毒剂是水处理中主流产品，同时 铝系净水剂在净化絮凝工艺中起主导。然而近年来的研究发现， 氯系消毒剂在使用过程会与水中微量有机物反应，生成具有“三 致”效应（致畸、致癌、致突变作用）的多种有害物质；而长期 使用铝系净水剂则可能导致老年性痴呆症等疾病。高铁酸盐作为 一种有开发前途的多功能绿色高效水处理剂，已逐渐受到环保工 作者的重视，并且也开始走向市场化。
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2021/3/27
CHENLI
次氯酸盐氧化法
实验原理：
3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH==2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O
Na2FeO4+4KOH==K2 FeO4+2 NaOH
其生产机理为：在强碱性溶液中加人次氯酸钠和 硝酸铁，次氯酸钠将Fe3+氧化成FeO4 2-，生成高 铁酸钠，然后加入氢氧化钾置换，由于高铁酸钾 的溶解度小于高铁酸钠，故在低温下可析出高铁 酸钾晶体。
此时在低温环境下，加入氢氧化钾直至饱和， 当有高铁酸钾结晶析出，过滤后再经苯洗一醇 洗一醚洗，真空干燥即得成品。
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熔融法反应物少，副反应少，最终产品高铁酸 钾的纯度很高，而且反应的产率较高。但反应 需在高温、密封、干燥的环境下进行，再加上 反应有过氧化物参与，有一 业化生产较难实现。
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实验室简易装置
阴极：铂片或碳棒 阳极：铁 搅拌器
电解槽 恒温池
KOH电解液
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2021/3/27
反应式:
2FeSO4+6Na202= 2Na2FeO4+2Na2O +2Na2SO4+O2 Na2FeO4+2KOH =K2FeO4+2NaOH
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FeSO4、Na202在氮气流中加热至700℃时，反 应lh能够得到Na2FeO4粉末
将粉末用5 mol／L的氢氧化钠溶液溶解，然后
高铁酸钾具有极强的氧化性，在酸性和碱性水溶液中 的电极反应如下：
酸性介质：FeO4 2-+8H++3e→Fe3++4H2O
6 碱性介质：FeO42-+4H2022O1/3+/237 e → +Fe(OH)3↓+5COHEHNL-I
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
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HClO、ClO2
聚合硫酸铝、聚合氯化铝
2021/3/27
CHENLI
净水剂的发展
高铁酸钾是一种非氯型高效饮水消毒剂和水处 理剂，国内外均做过较多的报道。例如，高铁 酸钾用作饮水消毒剂时，具有杀菌力强、快速， 且不产生三氯甲烷等有害成分的特点，以其独 特的环境友好特性受到人们越来越多的重视， 其应用前景十分诱人。
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CHENLI
电解法制备
电化学制备高铁酸盐的电解原理如下:
总反应式
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2021/3/27
CHENLI
电化学法制备高铁酸钾的原理是：在铁制阳极 发生氧化反应，将Fe2+或Fe。 氧化成FeO2-， 再在阳极液中加入KOH，使高铁酸钾沉淀出 来。
工业上使用隔膜型电解槽，将阳极、阴极完全 隔开。所用隔膜材料，不能使气体透过，并且 是离子选择性渗透膜
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2021/3/27
CHENLI
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。
往上述反应液中加人固体NaOH至饱和，保持 水温20℃，继续搅拌。将反应液放料、离心， 用真空泵抽滤。取滤液，即为较纯净的 Na2FeO4溶液。
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2021/3/27
CHENLI
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
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2021/3/27
CHENLI
将饱和KOH溶液加入到上述溶液中，保持溶液2O℃ ， 并不停搅拌，可见烧杯壁有黑色沉淀物生成，抽滤，滤 渣为K2FeO4；滤液为Na2FeO4溶液，可循环使用。
后处理：重结晶、有机物洗涤纯化、真空干燥
滤渣用3 mol·L KOH溶液溶解，再加入饱和KOH溶液中， 冰水冷却下K2FeO4又析出，抽滤，滤渣为K2FeO4 。 将滤渣先用苯洗涤去除水分，再用95％ 乙醇洗涤去除 碱，最后用乙醚洗涤去除水和乙醇。有机物洗涤后，立 即的对稳其定真性空。干燥，使水分、有机物挥发，保证K2FeO4
CHENLI
化学性质
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。
另外，其适用的pH范围比含氯药剂宽，处理 后的水无臭无味，口感好，而且成本低于其他 净水剂
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高铁酸钾
分子式：K2FeO4
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高铁酸钾的性质 物理性质
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2021/3/27
高铁酸钾是铁的六 价化合物，是一种 深紫色有光泽的晶 体粉末，其水溶液 呈紫红色。干燥的 高铁酸钾在常温下 可以在空气中长期 稳定存在，198℃ 以上开始分解。但 含水的高铁酸钾热 稳定性明显下降， 80℃时迅速分解为 Fe(OH)3
新型净水剂高铁酸钾
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2021/3/27
CHENLI
净水剂的发展
随着全球工业化高度发展，全世界对水的需求量也越来越大，从 而导致对水体的污染也越来越严重。水污染已经严重影响了人们 的健康和生活，水污染治理已成为世界环境治理尤为关注的问题 之一， 人们迫切需要一些新型高效的水处理剂以满足在饮用水 处理中的应用。
在过去的近一个世纪中，氯系消毒剂是水处理中主流产品，同时 铝系净水剂在净化絮凝工艺中起主导。然而近年来的研究发现， 氯系消毒剂在使用过程会与水中微量有机物反应，生成具有“三 致”效应（致畸、致癌、致突变作用）的多种有害物质；而长期 使用铝系净水剂则可能导致老年性痴呆症等疾病。高铁酸盐作为 一种有开发前途的多功能绿色高效水处理剂，已逐渐受到环保工 作者的重视，并且也开始走向市场化。
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CHENLI
次氯酸盐氧化法
实验原理：
3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH==2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2O
Na2FeO4+4KOH==K2 FeO4+2 NaOH
其生产机理为：在强碱性溶液中加人次氯酸钠和 硝酸铁，次氯酸钠将Fe3+氧化成FeO4 2-，生成高 铁酸钠，然后加入氢氧化钾置换，由于高铁酸钾 的溶解度小于高铁酸钠，故在低温下可析出高铁 酸钾晶体。