高铁酸钾相关资料总结

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高铁酸钾是六价铁化合物，具有很强的氧化能力、优良的絮凝能力和高效的杀菌功效，无二次污染，是一种高效的绿色水处理剂，具有良好的发展前景。但高铁酸钾的制备工艺复杂、稳定性差、成本较高，仍没有实现大规模的工业生产。

经前人研究提出了在次氯酸盐氧化法制备高铁酸钾的过程中分步加入稳定剂的思路，研究了次氯酸盐制备过程中通氯时间、碱浓度、通氯量、反应温度等影响因素，在最佳工艺条件下，得到有效氯含量在15%左右，同时以熔融态硝酸铁为铁源，考察了铁源加入比、反应温度、反应时间、添加剂等因素对制备高铁酸钾的影响，确定了高铁酸钾最佳合成工艺条件。

高铁酸钾制备工艺流程如下：

铁源及加入比：考察了硝酸铁，氯化高铁，硫酸铁，聚合硫酸铁作为铁源的影响。实验现象:氯化高铁渣多，成泥状，对过滤造成了严重的影响而且产率较硝酸铁低;聚合硫化铁产率特别低，不宜采用;硫酸铁离心分离没有高铁酸钾固体析出。考虑硝酸铁铁源加入比例对高铁产率的影响，随着铁源加入比例的增加高

铁酸钾的产率先增加后减少，最佳的铁源投加比例是60%(Fe(N03)3与KC10完全反应量的60%)。

反应时间的影响：反应开始，随着反应时间的增加，高铁酸钾的产率明显上升，当反应时间增加到45min时产率达到最高值，进一步延长反应时间，高铁酸钾产率反而下降。这是因为反应时间太短，反应不充分，产率不高，随着反应时间的增加，对于提高产率有帮助，但反应时间进一步延长，在制备过程中会影响效率，而且新生成的氢氧化铁会加快高铁酸钾的分解，从而导致产率降低，因此控制反应时间的长短对高铁酸钾的产率影响很大。

反应温度的影响：随着反应温度从10℃上升到30'C ，高铁酸钾产率随着温度的升高而增加，并在30℃左右产率达到最高值;此后随着温度的继续上升，高铁酸钾，产率反而下降。反应温度高，虽然反应的速度加快，但是温度太高同时会导致KClO分解，降低KCIO浓度和氧化能力，导致对Fe3+的氧化不够充分，氧化不完全的Fe3+对于高铁酸钾的分解具有加速催化作用。实验结果表明，使用水浴控制氧化温度在30℃左右，可以得到最高高铁酸钾的产率为67% o 洗涤剂的选取：由高铁酸钾的稳定性可知:高纯度干燥的高铁酸钾稳定性很高，低纯度含水的产品稳定性很差，会很快分解生成Fe(OH)3同时放出O2。因此高铁酸钾生成后应该马上进行脱水除杂处理。文献报道一般选用苯、乙醇(或异丙醇)和乙醚为溶剂进行洗涤，而苯致癌性物质，异丙醇去除杂质的能力又较差，甲醇对于无机溶剂的溶解能力较乙醇好，因此选用正戊烷代替苯，乙醚等有机溶剂洗涤产品。

高铁酸钾在水处理中的应用

1、杀菌消毒作用

高铁酸盐能够破坏细菌的细胞壁、细胞膜、以及细胞结构中的酶，抑制蛋自质及核酸的合成，阻碍菌体的生长和繁殖，起到杀菌消毒的作用据报道，高铁酸钾济液质量浓度为10~40mg/L时，接触5min即对细菌繁殖体，如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌具有较强的杀火作用，火菌率达100%，对真菌的火菌率也高达99.5%贾反森等报道，使用浓度为5^ 6mg/L的高铁酸钾济液处理30min, 可杀灭水源中99.9%以上的大肠杆菌，使其达到一般生活用水标准。

2、絮凝作用

高铁酸钾氧化水中的有机物和微生物时，F e6+被还原成F e3+的同时生成Fe(OH)3,其具有很强的絮凝作用。

利用高铁酸钾的氧化絮凝作用，叫一以去除水中藻类物质。经研究表明，高铁酸钾氧化性破坏了藻细胞的表面结构使其断裂，造成藻细胞表面稍套的卷绕，导致胞内物质向周围介质释放，从而影响了藻类的正常段殖体繁殖力式，达到杀灭藻类的作用。用高铁酸盐预氧化可有效提高藻类的去除率。据报道，用0.14mg/L 的高铁酸盐能使聚合铝对含藻类水的混凝去除率从30%提高到60%，且随着高铁酸盐复合药剂投加量增加，沉降后余藻量进一步降低。

3、高铁酸钾在废水处理中的应用

①高铁酸盐用于有机污染物的降解

高铁酸盐是一种强氧化剂，在酸性条件下高铁酸盐离子的氧化还原性质比臭氧还要强，是水处理中使用的最强氧化剂和消毒剂之一。研究表明高铁酸盐可有效氧化各种有机物，氧化效率取决于高铁酸盐的用量。当高铁酸盐与有机物的摩尔比为3:1～15: 1时，有机物的氧化效率最高高铁酸盐在氧化有机物的同时，还原产物Fe(OH)3具有混凝、吸附性能，也有助于有机物的去除高铁酸钾可快速氧化羚胺类有机物，还可将硫代硫酸盐、苯亚磺酸盐、蛋氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸、丝氨酸、二甲亚砜分别快速氧化成亚硫酸盐、苯磺酸盐和对应的砜，高铁酸钾去除酚类有机污染物效果明显，当原始邻氯苯酚的浓度为4mg/L，加入高铁酸钾浓度为60mg/L时，水中邻氯苯酚的去除率可达99.3%

②高铁酸盐用于无机污染物的降解

高铁酸盐也可氧化氰化物、氨和硫化氢等无机污染物碱性条件下，在含强毒性物质CN־的废水中加入75mg/L的高铁酸钾，可使水中CN־浓度从10 m g / L 降至0.085mg/L。而高铁酸钾对浓度为8 ～10mg/L的氨氮的去除率在60%左右。在弱酸性条件下，含S־²废水中加入浓度为45mg/L的高铁酸钾，可使水中S²־浓度从25.33mg/L降至0.33mg/L

③高铁酸盐用于水中(重)金属的去除

在含(重)金属的废水中加入10～100mg/L的高铁酸钾，可有效去除或降低Fe2+, Fe3+, Mn2+, Cu2+, Pb2+, Cd2+, Cr3+和Hg2+等(有毒)重金属离子，但高铁

酸钾对C r6+ ，Z n2+的去除没有显着效果。在一定条件下，高铁酸钾可以将As(III)氧化成As( V ),生成沉淀而去除用。2.0mg/L的Fe(VI)可将河水中砷的浓度从517g/L降至50g/L。在微酸性条件下，将高铁酸钾与F e2+联合作用，也可将As(III)氧化成As( V ),生成沉淀去除砷，使水中砷的质量白分数低于2×10ˉ4%

次氯酸钾的制备

将配好的氢氧化钾溶液(30g氢氧化钾溶于50m1水中)转移到四口烧瓶中，将瓶放入25℃的恒温水浴大烧杯内，烧杯置于磁力搅拌器上。将75m1浓HCl(12mol/L)在20min内滴入到17gKMn0;的四口烧瓶内，继续加热10min，让生成的氯气依次通入饱和NaCI溶液和浓H2S0;中除杂吸水，然后通入含氢氧化钾溶液的烧瓶中。

KMn04+8HC1-*MnCl2+5/2C12+4H20+KC1 (2-1)

C12+2KOH--}KC10+KC1+H20 (2-2)

次氯酸钾的纯化:取60m1上述步骤制备的次氯酸钾溶液于烧杯中，加入搅拌子，将烧杯置于。℃的水浴磁力搅拌器中，将45gKOH分批加入到烧杯中，KCl 不断析出，用G4砂芯漏斗真空抽滤，除去析出的KC1和过量的KOH，得到氢氧化钾饱和的碱性次氯酸钾溶液。将生成的次氯酸钾溶液按上述滴定方法(因为溶液呈碱性，加入浓硫酸产生酸性条件)测出其有效氯的含量。

将上一步得到的饱和的碱性次氯酸钾溶液转移到烧杯中，将烧杯置于300C 的水浴磁力搅拌器，在剧烈搅拌条件下，在20min分批将熔融的15.8g(按有效氯为9%对应硝酸铁量的60%计算)Fe(N03)3加入到烧杯中，再继续反应25min。氧化反应很快，溶液先变浑浊略带紫色，几分钟后生成紫黑色的高铁酸钾。

2Fe(NO3)3+3KCIO+IOKOH-2K2Fe04+3KCl+6KN03+5H20 (2-3)