高铁酸钾水处理剂的制备及应用
高铁酸钾相关资料总结
关于高铁酸钾资料查询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。
新一代绿色高效水处理剂;高铁酸钾的制备与应用
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摘要 : 述 了高铁 酸钾 的性质 、 备 方法 , 出高铁 酸钾 作为一 种集 氧化、 附 、 凝、 菌 、 藻、 综 制 指 吸 絮 杀 灭 除臭为一体 的多功能水处理 剂 , 有十分广 阔的开发前景 。 具
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第 2 2卷 第 2期 20 0 2年 5月
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新 一 代 绿 色 高效 水 处 理 剂
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高铁 酸 钾 的 制 备 与 应 用
收 稿 日期 : 0 2 0 — 7 2 0 — 3 1
次氯酸 盐 氧化 法 的发 明年代 已久 , 方法 较 成熟 , 不 仅 可提 取 出高 纯 度 的 高 铁 酸钾 晶体 , 且 剩 余 的 而 碱性 高 铁酸 盐母 液含 有饱 和 的高 铁酸 钾 和 大量 的次 氯 酸 盐 , 溶液 也 是 一 种 高 效 复合 型 强 氧 化 性 铁 系 此
关 键 词 : 铁 酸 钾 ; 质 ; 成 ; 用 高 性 合 应
高 铁酸 钾 ( F 0 ) 一 种 比 KMn O3 C : K:e 是 O 、 和 l 的 氧化 能 力 还 强 的 强 氧化 剂 , 一 种 非 氯 的新 型 高 是 效 饮水 消毒 剂 和 水 处理 剂 , 可 去 除 原 水 中 的 有机 它 污 染 物 , 尤 其 是 对 酚 和 硫 化 物 有 明显 的 氧化 去 除 效 果 , 可 以安 全有 效 地 氧 化 水 中 的 C 还 N一, 重 金 对 属 离子 也有 吸 附 、 降作 用 , 沉 还能 使 水 脱 色 、 臭 。 脱 ] 持 别 是在 水 质 处 理 方 面 , 其 它 含 氯 型 水 处 理 剂 相 与 比, 高铁 酸钾 对 微 污染 水 有 良好 的净 化 效果 , 且 不 而 会 引 入 有 害 生 物 体 的 二 次 污 染 ; 分 解 产 物 其
高铁酸钾水处理剂的制备及应用
高铁酸钾水处理剂的制备及应用高铁酸钾水处理剂是一种抗腐蚀剂,它可有效地抵抗腐蚀性气体、液体、固体物质和水污染物对金属腐蚀产生的腐蚀作用。
它的结构设计可以使腐蚀变得更易于控制,可以有效减少金属表面腐蚀、白锈形成以及镀层腐蚀等问题。
由于高铁酸钾水处理剂具有抗腐蚀性能优异、持久性强、使用寿命长等特点,因此在金属表面处理工作中得到了广泛的使用。
高铁酸钾水处理剂以氢氧化钾、聚乙二醇、硫酸铜、单宁磷酸盐和铝酸钙等为主要原料,通过反应将原料中表面活性剂、有机酸和氧化剂结合起来,从而产生一种有效的高铁酸钾水处理剂。
此类水处理剂特别适用于各种金属表面腐蚀、酸性污染、腐蚀环境条件下的防护,可有效抑制各种金属表面氧化产生铁锈。
在进行高铁酸钾水处理剂制备及应用时,应采取一定的安全措施,以防止人员被处理剂中的毒性成分危害。
其中包括使用专用的工作服,做好工作服的穿着检查;在处理过程中加强防护,尽可能避免粉尘进入呼吸道,并要进行定期的劳保检查;处理剂的活性剂有剧毒的特性,应注意卫生保护和防触摸。
除了上述安全措施外,还应采用防腐健康防污染的设备配合使用,以降低高铁酸钾水处理剂中各种有毒物质的产生。
主要包括蒸汽回收装置和真空系统,以及过滤、灰尘收集、油漆回收等设备。
另外,高铁酸钾水处理剂还可以添加一定量的脱脂剂,以有效分解润湿剂中的油污,限制污染物的扩散,保护金属表面被腐蚀的效果,使金属表面的结构稳定,保持良好的耐腐蚀性。
总之,高铁酸钾水处理剂是一种有效的防护材料,由于它固定在金属表面的抗腐蚀作用,可使金属表面的生锈减少,使其耐腐蚀性增强,可大大减少金属表面腐蚀造成的损害,从而延长金属表面的使用寿命。
同时,在进行制备高铁酸钾水处理剂并进行应用时,应注意安全防护以及设备和实践操作的合理,以期获得更好的防腐效果。
高铁酸钾的制备及性质检验实验方案
高铁酸钾的制备及性质检验实验方案一.研究小组成员:陈喆然,刘伦飞,王森。
二.课题选择及意义:高铁酸钾(KzFe04)是一种新型高效的多功能水处理剂,它具有氧化、吸附、絮凝、助凝、杀菌、除臭等多种功能,并且在反应过程中不会产生二次污染和其他有毒副产物。
但高铁酸钾在溶液中稳定性不好,自身热稳定性差,再加上制备方法复杂、操作困难,一直没有合适的商品面世。
目前有关高铁酸钾的合成方法有3种:次氯酸盐氧化法、电解法、高温氧化法。
其中次氯酸盐氧化法研究得最早,相对较成熟,但也存在一些不足,如高铁酸钾的不稳定性严重影响产品的纯度,限制其应用的广泛性。
故我们组决定对现有的次氯酸盐氧化法进行改进,重点研究了稳定合成高纯度高铁酸钾的优化工艺条件,并对它的强氧化性和净水作用进行验证。
三.基本实验方案的制定:1.高铁酸钾的制备及优化工艺①实验原理及方法:在强碱条件下加人次氯酸钠、硝酸铁,次氯酸钠将Fe3+氧化成FeO42-:一,生成Na2FeO4。
3NaClO+2Fe(N03)3+10NaOH=2Na2Fe04+3NaCl+6NaNO3+5H2O 利用NaCl、NaNO3等在强碱中的溶解度小,Na2FeO4溶解度大的特点,除盐得到Na2FeO4。
最后加入KOH,由于强碱中K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4。
,所以K2Fe04沉淀析出。
Na2Fe04+2KOH=K2Fe04+2NaOH (2)②实验过程1.合成Na2Fe04NaClO溶液中依次加入NaOH、Fe(NO,)。
·9H:O和自制复合稳定剂等,温度分别设定为0℃,20℃,40℃,用磁力搅拌器搅拌1.5 h左右,溶液呈深紫红色,即生成Na2FeO4。
2.除盐往上述反应液中加入固体NaOH至饱和,保持水温20℃,继续搅拌0.5 h。
将反应液放料、离心,用真空泵抽滤。
取滤液,即为较纯净的Na2Fe04溶液。
3. 合成K2Fe04将饱和KOH溶液加入到上述溶液中,保持溶液20℃,并不停搅拌15 min,可见烧杯壁有黑色沉淀物生成,抽滤,滤渣为K2Fe04。
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。
高铁酸钾在水处理方面的应用
高铁酸钾在水处理方面的应用高铁酸盐具有很强的氧化性,氧化能力优于氯和臭氧,溶于水中能有效杀灭水中的微生物和藻类,还能氧化分解各种有机、无机污染物,如酚、有机氮、硫化物、氰化物等,而且在整个净化过程中不会产生三氯甲烷、氯代酚等二次污染物[1]。
研究表明,与PAC 单独投加相比,复合高铁酸盐溶液与PAC 联合投加对水体中的氨氮、COD、细菌、浊度、藻细胞等的去除效果更好,且达到同样处理效果所需药剂量少[2]。
与传统水处理剂相比,高铁酸钾不仅能快速杀灭水中的细菌、病毒,而且能去除水中的部分有机物、重金属离子和藻类等污染物,其分解产物Fe(OH)3胶体,可以吸附去除水中有机及无机污染物,对重金属有特殊功效,还能起脱色除臭作用,Fe(OH)3还具有絮凝作用,且对水体无二次污染[3]。
本文旨在对国内外高铁酸钾在水处理方面的应用进行总结,为水处理技术提供理论基础和技术支持。
1 高铁对微生物的去除1.1 杀菌消毒作用高铁酸钾具有强氧化性,加入水体后可破坏细菌的某些结构(如细胞壁、细胞膜)及细胞结构中的一些物质(如酶等),抑制和阻碍蛋白质及核酸的合成,使菌体的生长和繁殖受阻,起到杀死菌体的作用。
首次发现高铁酸钾具有明显的灭菌作用是在1974 年,试验的两种细菌被完全去除[4]。
少量的高铁酸钾即可达到良好的杀菌效果,研究表明,质量浓度为10 ~40 mg·L-1 的高铁酸钾在反应5 min 后对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌的杀灭率即可达100%,对真菌的杀灭率也高于99.5%[5]。
高铁酸钾对温和气单胞菌(Aeromonas sobria)、河弧菌(Vibrio f lurialis)、弧菌I 组淡水亚组弧菌(Vibrio group I freshwater subgroup)的抑制效果良好,施以高铁酸钾溶液作用1 h 后,对以上两种弧菌亦表现出很强的杀灭效果[6]。
后来的研究证实,高铁酸钾对大肠杆菌有良好的灭活作用,其灭活效率随pH 降低而升高[7]。
浅谈高铁酸钾在水产养殖中的实际应用
浅谈⾼铁酸钾在⽔产养殖中的实际应⽤2019-08-13⾼铁酸钾是20世纪70年代以来开发的新型⽔处理剂。
1841年美国学者Fremy⾸次合成了⾼铁酸钾。
⾼铁酸钾是六价铁盐,具有很强的氧化性,溶于⽔中能释放⼤量的原⼦氧,从⽽能够⾮常有效地杀灭⽔中的病菌和病毒。
与此同时,⾃⾝被还原成新⽣态的Fe(OH)3,这是⼀种品质优良的⽆机絮凝剂,能⾼效地除去⽔中的微细悬浮物。
更为重要的是,⾼铁酸钾在对⽔消毒和净化的整个过程中不产⽣任何对⼈体有害的物质。
因此,⾼铁酸钾是⼀种集氧化、吸附、杀菌、灭藻、去浊、脱⾊、除臭为⼀体的新型⾼效⽔处理剂。
那么,在⽔产养殖中,⾼铁酸钾有哪些实际应⽤呢?⼀、去除⽔中有机污染物朱启安等研究表明,在反应温度为36℃、⽔的pH值约为7的条件下,对2,4,6-三氯酚浓度为10 mg/L的配⽔采⽤100 mg/L的⾼铁酸钾氧化处理5~8 min后,对2,4,6-三氯酚含量降为0.08 mg/L;曲久辉等研究了⾼铁酸钾对⽔中微量邻氯苯酚的去除效果,结果表明,邻氯苯酚的质量浓度为4mg/L时,加⼊60 mg/L的⾼铁酸钾氧化处理10 min,对邻氯苯酚的去除率可达99.3%。
此外,⾼铁酸钾还可⽤于⼄醇胺、醇、羧酸、胺、羟酮、氢醌、苯胺、肟和SCN-等化合物的氧化去除。
⼆、⾼铁酸钾对微囊藻毒素的去除⾃20世纪90年代以来,淡⽔⽔体富营养化现象⽇益严重,⽔体的富营养化往往导致藻类疯长形成⽔华,造成⽔味腥臭、透明度下降,消耗⽔体中溶解氧,影响⽔产品的养殖。
⾼铁酸钾是⼀种强氧化剂,通过攻击微囊藻毒素Adda基团中的共轭双键⽽使MC毒性消失,从⽽提⾼⽔产品质量及改善养殖⽔质。
雷庆铎等研究了⾼铁酸钾对微囊藻毒素(MC-LR)的去除效果,探讨不同反应影响因素(反应时间、⾼铁酸钾质量浓度、温度、pH值)对去除率的影响。
结果表明,⾼铁酸钾能够有效地去除⽔中的MC-LR。
其去除率与⾼铁酸钾投加质量浓度、反应时间成正相关,其中⾼铁酸钾质量浓度对去除效果的影响较为明显;反应温度对去除率的影响不显著;pH值对去除率也有重要影响。
高铁酸钾水处理剂的制备及稳定性研究
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文章编号: /012 3 /4/4 ( 4550 ) 56 3 5/20 3 57
高铁酸钾水处理剂的制 备及稳定性研究
. . 作为一种非氯新型多功能水处理剂, 高铁酸钾弥补了 传统水处理剂对水体形成二次污染的不足
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(通过饱和食盐水、 浓硫酸除杂后) 导入 D2E 溶液中, 并 不断搅拌, 反应生成黄绿色 D1)2 溶液并带有少量白色固 体。次氯酸钾溶液用冰水冷却, 在不停搅拌下, 少量多次 地投加 D2E 固体至饱和, 产生大量白色沉淀。用 M! 玻璃 砂芯漏斗过滤去除白色氯化钾晶体, 得碱性次氯酸盐溶 液。在剧烈搅拌条件下, 将硝酸铁分批加入碱性次氯酸钾 溶液中, 氧化反应进行很快, 溶液先变为棕色, 继而转化为 紫黑色, 继续搅拌 " 小时, 向其中加入 &%L6 饱和 D2E 溶 液, 冰水冷却 ": 分钟, 使高铁酸钾晶体充分析出, 用 M! 玻 璃砂芯漏斗抽滤分离出高铁酸钾晶体粗产品。将粗产品 用 9 N $%L6 !L()5 6 D2E 溶液溶解抽 滤, 将滤液转移 至 #:L6 冰水冷却的饱和 D2E 溶液中, 在冰水浴中冷却并搅 拌 ": 分钟, 用 M! 玻璃砂芯漏斗抽滤即得产品。分别用 9 N # L6 正己烷, $ N 9 L6 异丙醇, ! N 9 L6 乙醚依次洗涤 去除结晶产品中的水分、 D+2! 、 D1)、 D2E 等杂质, 将产品 在室温下真空干燥
向为水处理理论与技术。
高铁酸钾性质、-用途和制备的探究(上课)
3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH D
A.放电时负极反应为Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2 B.充电时阳极反应为Fe(OH)3-3e-+5OH-=FeO42- +4H2O C.放电时正极附近溶液的碱性增强
D.放电时,每转移0.2 mol电子,负极的质量减少6.5 g
【问题】高铁电池是正在研制中的可充电干电池, 图5为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线, 由此可得出高铁电池的优点有_放_电_时_间_长___ 、_工_作_电压_稳_定_____。
高铁酸钾水溶液中FeO42-的存在形态如图4所示。下列说法
不正确的是 A.改变溶液的pH,当溶液由
C
pH=10降至pH=4的过程中,HFeO4-的 分布分数先增大后减小
B.向pH=6的这种溶液中加KOH溶
液,发生反应的离子方程式为HFeO4+OH-=FeO42-+H2O
C.pH=2的这种溶液中存在如下等
【问题】K2FeO4是一种新型、高效、多功 能水处理剂。K2FeO4的净水原理是什么?
4FeO42-+10H2O = 4Fe(OH)3(胶体)+8OH-+3O2↑
K2FeO4有强氧化性,能杀菌、消毒;还原 产物为Fe(OH)3胶体,能吸附水中的悬浮物, 作絮凝剂。
【资料链接】K2FeO4比Cl2、O3、ClO2、 KMnO4氧化性更强,是无二次污染的绿色处 理剂。集氧化、 吸附、絮凝、沉淀、灭菌、 消毒、脱色、除臭八大特点为一体的综合性能, 是其他水处理剂不可比拟的。pH在6~6.5时, 每升水加入K2FeO4 6~10 mg,常温下30 min即 可杀灭水体中致病菌、大肠杆菌、伤寒杆菌及 病毒,去除率为99.5% ~ 99.95% 。
高铁酸钾的制备
高铁酸钾的制备及性质鉴定武汉大学化学与分子科学学院实验原理高铁酸盐是铁的+ 6 价化合物,由于其在酸性条件下具有很高的电极电位,因此比高锰酸钾、臭氧和重铬酸钾等常用氧化剂具有更强的氧化性,这是高铁酸盐具有重要应用价值的根本原因。
同时高铁酸钾也是一种安全性很高的水处理剂,它用于水处理不会产生有害的金属离子和衍生物。
研究证明,高铁酸钾不仅能去除污染物和致癌化学污染物,而且在饮用水源和废水处理过程中,不产生任何诱变致癌的产物,具有高度的安全性。
作为一种高效的水处理剂,可以用于水污染控制工程中,氧化去除有机物,低浊度水回用的水质处理,消毒杀菌、进一步降低COD、BOD。
在工业废水处理中可用于去除重金属离子,含氰废水,可有效控制工业冷凝循环水生物粘垢等。
目前国内外制备高铁酸钾的方法主要有三种: 次氯酸盐氧化法、电解法、高温氧化法。
本次实验根据无机实验室的条件选择了目前已经很成熟的次氯酸盐法制备高铁酸钾。
在强碱条件下加入次氯酸钠、硝酸铁,次氯酸钠将Fe3+氧化成FeO42-,生成Na2FeO4,发生如下反应:3NaClO + 2Fe(NO3)3 + 10NaOH = 2Na2FeO4 + 3NaCl + Na2FeO4 + 5H2O+6NaNO34再利用盐NaCl NaNO3等在强碱中的溶解度小,Na2FeO4在强碱中的溶解度大的特点使NaCl 、NaNO3等沉降下来,而溶液中只剩下Na2FeO4。
最后加入KOH ,由于强碱中的的K2FeO4的溶解度小于Na2FeO4,所以K2FeO4沉淀析出。
Na2FeO4 + 2KOH = K2FeO4 +2NaOH实验步骤制备实验①药品量计算按实验原理中化学方程式的比例关系,算出原料理论用量。
直接用天平称取Fe(NO3)3·9H2O 6.05g 、NaOH 3.00g、KOH 1.71g 。
因为NaClO 溶液的有效氯含量为5.1%(换算为NaClO的浓度为1.3mol/s),需要总量为20mL的溶液。
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。
高铁酸钾的制备及应用领域
3 应用简介
高铁 酸钾 由于其 强 氧化性 、无毒性 ,在环境 保
护、 有 机合成 、 化学 电源 等领域 有广泛 的应 用前 景 。
3 . 1 水 处 理
高 铁酸钾 氧化 性强 于高锰 酸钾 、 重铬 酸钾 , 且 作
摘
要: 介 绍 了高铁 酸钾 的性能 、 制备 方 法及 开发 前 景 。
关键 词 : 高铁 酸钾 ; 次氯 酸 盐氧化 ; 应用
中图 分类 号 : T Q 1 3 8 . 1
文 献标 识码 : B
文章 编号 : 1 0 0 9 - 1 7 8 5 ( 2 0 1 3 ) 0 1 — 0 0 4 5 — 0 2
i n t r o d u c e d . Ke y wo r d s : p o t a s s i u m f e r r a t e ; h y p o c h l o r i t e s lt a o x i d a t i o n : u t i l i z a t i o n
Po t a s s i u m f e r r a t e p r e p a r a t i o n a n d a p p l i c a t i o n s
WA NG Y o g u n
( C h e n g d u C h e mi c a l C o . , L t d . , C h e n g d u 6 1 1 4 3 0 , C h i n a )
第 1期
2 0 1 3年 1月
中 国氯碱
C h i n a C h l o r — . Al k li a
高铁酸钾的应用开发
高铁酸钾的应用开发高铁酸钾(K2FeO4)分子量为198.05,干燥时纯品为暗紫色有光泽粉末,在80℃以下稳定,易溶于水。
(有定型产品)饮用水质量的好坏直接关系到人类的健康问题,随着人们保健意识的不断增强,对生活用水质量提出了更高的要求。
1、高铁酸钾已成为新型的绿色环保水处理材料高铁酸钾是含有FeO42-的一种化合物,其中心原子Fe以六价存在,在酸性条件下和碱性条件下的标准电极电势分别为E0FeO42-/Fe3+=2.20V,E0FeO42-/Fe(OH)3=0.72V, 因此,无论在酸性条件,还是碱性条件下高铁酸盐都具有极强的氧化性,可以广泛用于水和废水的氧化、消毒、杀菌。
因此,高铁酸盐是倍受关注的一类新型、高效、无毒的多功能水处理剂。
在饮用水的处理过程中,集氧化、吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭等八大特点为一体的综合性能,是其他水处理剂不可比拟的。
PH在6-6.5时,每升水加K2FeO46mg-10mg,常温下30分钟即可杀灭水体中致病菌、大肠杆菌、伤寒杆菌及病毒去除率为99.5%-99.95%以上,无异味适口性好,达安全饮用标准。
为此本产品在水处理系列产品中显示出超强的优势。
2、高铁酸钾用于工业废水与城市生活污水的处理K2FeO4对于废水中的BOD、COD、铅、镉、硫等具有良好的去除作用,10mg—20mg/L的高铁酸钾氧化96%的BOD,去除86%的氨氮和75%的磷,PH5.5时,原水浊度为28度(沉后余浊)条件下,30mg/L的高铁酸钾,可将水中三氯乙烯去除85.6%,萘的去除率达100%,高铁酸钾良好的絮凝作用,表现在水中与污染物作用的过程中,经过一系列反应,由六价降至三价,带有不同电荷的中间态如:Fe(Ⅴ)/Fe(Ⅵ)等,并逐步被还原成具有絮凝作用的Fe(Ⅲ)。
在印染、制革、印刷、造纸、制药、石油工业、石化工业等均具有较好应用潜力。
该产品在水体净化中的独特效果是同时发挥氧化、吸附、絮凝、沉淀、灭菌、消毒、脱色、除臭的协同作用,并不产生任何有毒、有害的物质。
浅谈高铁酸钾在水产养殖中的应用
浅谈高铁酸钾在水产养殖中的应用一、高铁酸钾的化学性质高铁酸钾是20世纪70年代以来开发的一种继臭氧、过氧化氢、二氧化氯之后一种新型水处理剂,它能快速杀灭水中的细菌和病毒,且不会生成三氯甲烷、氯代酚等次级衍生物。
纯高铁酸钾是一种暗紫色、有金属光泽的粉末状晶体,其化学分子式为K2FeO4,热稳定性稍差,溶液的pH对其稳定性的影响很大,当pH值为10-11时非常稳定;当pH值为8-l0时,稳定性有所下降;而当pH<7.5时,稳定性明显下降,其溶液在微酸性(pH值为4-5)条件下很快分解,放出氧气,并析出具有高度吸附活性的无机絮凝剂Fe(OH)3。
干燥或溶于强碱溶液的高铁酸钾,在室温下很稳定,高铁酸钾氧化还原电位在酸性条件下为2.20 V,碱性条件下为0.72 V,是一种比高锰酸钾(1.659 V)和次氯酸盐(1.49 V)更强的氧化剂。
二、高铁酸钾的作用机理首先,从氧化还原电极电位值可以看出,高铁酸盐有很强的氧化能力,可以氧化多种无机、有机物质,如NH3、S2O42-、SCN-、H2S、醇、酸、胺、羟酮、氢醌、苯腙、肟等化合物,并且不会对人类和环境带来任何破坏,是理想、高效、高选择性的强氧化剂;其次,高铁酸根离子在水溶液中还能杀死大肠杆菌和一般细菌,能除去污水中的有害有机物、NO2-及剧毒CN-等;另外高铁酸根离子分解产生的Fe(OH)3可以作为吸附剂,吸附各种阴阳离子,起到很好的净水作用,比目前市场上使用的各种净水剂如明矾、聚合氯化铝、硫酸铁等具有很大的优越性,这些净水剂一般只具单纯的吸附、絮凝功能,脱色、除臭,难以有效降低水体的生物耗氧量(BOD)、化学耗氧量(COD)值,几乎不具备灭菌杀虫效能。
与环保方面通用的氧化剂二氧化锰、高锰酸钾、三氯化铬、重铬酸钾相比,高铁酸钾无重金属二次污染。
与氯制剂相比,高铁酸钾无“三致”作用,不产生二氯甲烷、三氯甲烷化合物,也不产生有异味的氯酚化合物。
高铁酸钾不仅可以消毒,而且对环境友好,是一种集氧化、吸附、絮凝、助凝、杀菌、杀虫、除臭为一体的新型高效多功能绿色水处理剂。
高铁酸钾的技术应用
一般为暗红色略有金属光泽的粉末状结晶体,极易溶于水形成棕红色溶液;热稳定性稍差,超过60℃时开始分解,含少量水的产品或在中性水溶液中产品不稳定,能缓慢分解,酸性条件下很快放出氧气。但随着碱性的增强,产品分解变低,在pH11~13范围内几乎不分解。
2.2.2氧化性
一般铁离子表现为+2、+3价态,但在此种物质中表现为+6价态,其氧化能力强,可以氧化NH+2、S2O62-、SCN-等无机物,及醇、酸、胺、羟酮、氢醌、苯腙等有机化合物,可以起到很好的脱色除臭的作用。
2.2.5无害性
与目前环保方面通用的氧化剂二氧化锰、高锰酸钾、三氧化铬、重铬酸钾相比,高铁酸钾无重金属污染;与氯源消毒剂相比,它不会产生致癌致畸的二氯甲烷、三氯甲烷化合物,也不会产生有异味的氯酚化合物,无游离氯对水生物呼吸作用的不良影响。
第
3.1高铁酸钾对饮用水的处理
3.1.1生活饮用水的杀菌消毒
贾长森等报道,当水源中大肠杆菌数量为1.84×105~2.83×105个/L时,5~6mg/L的高铁酸钾处理30min,可以灭活99.9%~99.99%的大肠杆菌,达到一般生活用水标准。Schink和Wait发现[5],高铁酸钾对于水中f2病毒和大肠杆菌具有良好的灭活效果。王凯娟等研究结果表明[6],高铁酸钾溶液质量浓度为10~40mg/L时,接触时间为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灭作用,杀灭率达100%;对真菌的杀灭率亦高于99.50%;但对细菌芽孢及对乙肝病毒表面抗原未观察到灭活作用。有研究表明,高铁酸钾对Qβ噬菌体的灭活作用受到高铁酸钾浓度和接触时间的影响,并且高铁酸钾褪色后仍有灭活作用,表明高铁酸钾分解后生成的中间价态氧化成分具有长时间的氧化效应。带正电的微生物对高铁酸钾的抗性强于带负电微生物。
一种高铁酸钾水溶液及其制备方法和应用
一种高铁酸钾水溶液及其制备方法和应用摘要本文介绍了一种高铁酸钾水溶液的制备方法以及其在生活和工业中的应用。
通过详细描述制备方法和应用领域,旨在为读者提供了解高铁酸钾水溶液的全面信息。
引言高铁酸钾水溶液是一种重要的化学物质,具有广泛的应用领域。
其制备方法和应用价值一直受到人们的关注。
本文将详细介绍一种高铁酸钾水溶液的制备方法及其在生活和工业中的应用。
一、高铁酸钾水溶液的制备方法高铁酸钾水溶液的制备方法如下所示:1.原料准备:准备所需的化学试剂,包括钾离子源和铁离子源。
2.配制溶液:按照一定的重量比例,将钾离子源和铁离子源溶解在适量的去离子水中。
3.搅拌混合:将溶解好的试剂溶液倒入容器中,并用搅拌器进行搅拌混合,以确保试剂充分反应。
4.过滤纯化:将搅拌混合好的溶液进行过滤,以去除杂质和固体颗粒。
5.调节pH值:通过添加一定量的酸碱试剂,使溶液的pH值达到所需的范围。
6.贮存保存:将调节好p H值的溶液贮存于密封容器中,以防止溶液的挥发和污染。
二、高铁酸钾水溶液的应用2.1环保领域应用高铁酸钾水溶液在环保领域中具有重要的应用价值。
它可以用作废水处理剂,能够有效去除重金属离子等污染物,并将废水中的有害物质转化为无害的物质,保护环境和水资源的安全。
2.2医药领域应用高铁酸钾水溶液在医药领域中有着广泛的应用。
它可以被用作药物的添加剂,改善药物的稳定性和溶解度,提高药效。
此外,高铁酸钾水溶液还可以应用于药物的制备过程中,促进药物的结晶和纯化。
2.3冶金领域应用高铁酸钾水溶液在冶金领域中有着重要的应用。
它可以被用作金属腐蚀抑制剂,有效地减缓金属在酸性环境下的腐蚀速度,延长金属材料的使用寿命。
同时,高铁酸钾水溶液还可以用于提取金属离子,用于金属回收和再利用。
2.4其他应用领域除了上述提到的领域,高铁酸钾水溶液还具有其他一些应用。
例如,在食品加工中,它可以用作食品添加剂以提高食品的稳定性和口感。
在化妆品领域,高铁酸钾水溶液可以用于调节产品的p H值,并提高产品的质量。
高铁酸钾在水处理方面的应用
高铁酸钾在水处理方面的应用高铁酸盐具有很强的氧化性,氧化能力优于氯和臭氧,溶于水中能有效杀灭水中的微生物和藻类,还能氧化分解各种有机、无机污染物,如酚、有机氮、硫化物、氰化物等,而且在整个净化过程中不会产生三氯甲烷、氯代酚等二次污染物[1]。
研究表明,与PAC 单独投加相比,复合高铁酸盐溶液与PAC 联合投加对水体中的氨氮、COD、细菌、浊度、藻细胞等的去除效果更好,且达到同样处理效果所需药剂量少[2]。
与传统水处理剂相比,高铁酸钾不仅能快速杀灭水中的细菌、病毒,而且能去除水中的部分有机物、重金属离子和藻类等污染物,其分解产物Fe(OH)3胶体,可以吸附去除水中有机及无机污染物,对重金属有特殊功效,还能起脱色除臭作用,Fe(OH)3还具有絮凝作用,且对水体无二次污染[3]。
本文旨在对国内外高铁酸钾在水处理方面的应用进行总结,为水处理技术提供理论基础和技术支持。
1 高铁对微生物的去除1.1 杀菌消毒作用高铁酸钾具有强氧化性,加入水体后可破坏细菌的某些结构(如细胞壁、细胞膜)及细胞结构中的一些物质(如酶等),抑制和阻碍蛋白质及核酸的合成,使菌体的生长和繁殖受阻,起到杀死菌体的作用。
首次发现高铁酸钾具有明显的灭菌作用是在1974 年,试验的两种细菌被完全去除[4]。
少量的高铁酸钾即可达到良好的杀菌效果,研究表明,质量浓度为10 ~40 mg·L-1 的高铁酸钾在反应5 min 后对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等细菌的杀灭率即可达100%,对真菌的杀灭率也高于99.5%[5]。
高铁酸钾对温和气单胞菌(Aeromonas sobria)、河弧菌(Vibrio f lurialis)、弧菌I 组淡水亚组弧菌(Vibrio group I freshwater subgroup)的抑制效果良好,施以高铁酸钾溶液作用1 h 后,对以上两种弧菌亦表现出很强的杀灭效果[6]。
后来的研究证实,高铁酸钾对大肠杆菌有良好的灭活作用,其灭活效率随pH 降低而升高[7]。
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图 i 高 铁 酸 钾 制 备 工 艺 流 程
系污 染较 严 重 , 此 , 究 污 水治理 及 循环 因 研 利 用 己是 当 务之 急 。而 水 处 理 剂 作 为工 业 给 水 、 活 用 水 及 工 业 废 水 处 理 过 程 中 所 必 须 生
化 物 高温 氧 化 法 、 电解 法 及 化 学 氧 化 法 , 其 中 以化 学 氧 化 法 的 生 产 成 本 最 低 , 投 资 少 ,
的产 率 和 纯度 下 降 , 因此 分 步进行 较 为 有利 。 之 后 向体 系 中加 入 K H饱 和 溶液 或 固体 O
K H, O 即可 得 到 KFO 晶体 , z , e 反应式 如下 :
Fe 2+2 一 O4 - K K2 O4 Fe
中 的硫 化 氢 、 甲硫 醇 、 等 恶臭 物 质 , 氨 降低 水 体 中的 B D、O O C D值 等 。因此 , 高铁 酸 钾 是 集
生 的新 生 态 F 有 良好 的 絮 凝 助 凝 作 用 和 e具 补 血 功 效 [ 。此 外 它 还 能有 效 去 除 生 物 淤 泥 2 3
采 用 分 步操 作 , 以 避 免 铁 盐 阴离 子 ( 可 如 C1,O3 进 入 后 序 的氧化 阶 段 , 最终 产 品 一N -等) 使
的应 用 。
其 优 越 的性 能 显 示 出对 现 有产 品 的 可替 代 优 势 。 与 目前环 保 通 用 的氧 化 剂 二 氧 化锰 、 它 高 锰 酸 钾 、 氧 化 铬 、 铬 酸 钾 相 比 , 铁 酸 钾 三 重 高
的氧 化 还 原 电位 最 高(. )在 整 个 P 值 范 22 , V H 围 内都 有 很 强 的氧 化 性 ,可 以有效 的去 除 难 降 解 的有 机 污 染 物 及 氰 化物 、硫 化 物 等 无 机 污 染 物 , 且 无 重 金属 污 染 [ ; 氯 源 消 毒 剂 而 1与 ] 相 比 , 的 杀 菌 能 力 比 次氯 酸 盐 的高 , 会 产 它 不
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第 3 O卷 第 4期
2 20 8 0 2年 7月
江 苏 冶 金
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J10 2 u. 0 2
高 铁 酸 钾 水 处 理 剂 的 制 备 及 应 用
杨世 雷
( 苏省冶金研究所 江
石 玉光
南京市 200 ) 10 7
2 2 制备 工 艺 ( 1 . 图 )
维普资讯 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第 4期
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杨世富等: 高铁酸钾水处理剂的制备及应用
K OH 饱 和 KO H
2 9
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摘要 : 讨论 高铁 酸钾 的化 学氧化 法制备 过程 , 其反应 温度 、 反应 时 间、 铁盐浓度及 混合碱 浓度 等反应条件对产 品产率 的影 响。 最终确定反应条件
为 : 应 温度 3 ℃± ℃ 、 应 时 间 5 m n左 右 、 e(0) 浓 度 3 % 右 、 质 反 O 5 反 0i F N 33 0左 介
氧化 、 杀菌 、 附 、 凝 、 吸 絮 助凝 、 色 、 脱 除臭 等 功 能 于一 体 的新 型 多功 能 高效 水处 理剂 。 高 铁 酸 钾 作 为 水 处 理 剂 在 国外 已 得 到
反 应 过程 中生 成 的 N C 、C a 1K 1杂 质 , 在 浓 碱 ( a ) 的溶 解 度 较 小 , 过 滤 去 除 。 N OH 中 可
2 1 化 学反 应 原 理 .
在 混 合 强 碱 性 条 件 下 , 次 氯 酸 盐 ( 用 以 常 N C0 和 K 1) 化 三 价 铁 盐 , 到 高 铁 酸 a1 C0 氧 得
盐 , 化学反应式为 : 其
2 e + C 0一 0 OH一- 2 E 2 3 - 5 O F 3 1 +1 - - F O4 + C1 + H2 , -
用价值 。 2 高铁 酸 钾 的研 制 目前 高 铁 酸 钾 的 制 备 方 法 主 要 有 : 氧 过
我 国 是 世 界 上 水 资 源 短 缺 和 污 染 比较
严 重 的 国 家 , 均 水 资 源 占有 率 仅 为 世 界 平 人
均 水 平 的 1 。 目前 水 资 源 短 缺 且 水 资 源 体 / 4
上 述 反应 可 分 为 以下 两 步 : F  ̄ 3 ~" eO ) e + OH - F ( H 3 - 2 eOH 33 l 4 OH 一 2 e 4+ C一5 2 F ( ) CO ~ FO2 3 l HO + _ +
生二氯 甲烷、 三氯 甲烷等致癌致畸物质 , 也不 会 产 生 有 异 味 的氯 酚 化 合 物 、 离 氯 等 , 水 游 对 中 生物 的呼 吸 作 用 不 构 成 影 响 ,而 且 分 解 产
为 混合 碱 饱 和 溶 液 。
关键词 : 高铁 酸 钾
混合 强 碱
化 学 氧化
水 处 理
1 前言
了研 制 开 发 及 应 用 , 目前 国 内对 它 的 研 制 及 应 用 还 刚 刚 起 步 。因 此 , 制 高铁 酸 钾 , 对 研 并 它 的具 体 应 用 作 进 一 步 研 究 , 有 一 定 的 实 具
且 操 作 简 单 。本 文 主 要 讨 论 以化 学 氧 化法 制
使 用 的化 学 药 剂 ,它 的研 制 开 发 应 用 具 有 重 要 的社 会 意 义 、 济 意 义 和 环 境 意义 。 经
高 铁 酸 钾 ,作 为一 种 多 功 能 水 处 理 剂 以
备 高 铁 酸 钾 的 系 列 实 验 条 件 及 其 在 水 体 中