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
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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
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。
高铁酸钾的作用
高铁酸钾的作用高铁酸钾作为一种重要的化学物质，具有广泛的应用价值。
它不仅可以用于水处理、催化剂、玻璃、陶瓷等工业领域，还可以用于医药、农业、食品等领域。
本文将从高铁酸钾的性质、应用领域、制备方法等方面进行介绍。
一、高铁酸钾的性质高铁酸钾是一种无机化合物，化学式为KFeO4。
它是一种红色晶体，可溶于水，呈酸性。
其分子量为230.03，密度为2.89 g/cm3。
高铁酸钾在高温下易分解，受热时会产生有毒气体，需要注意安全。
二、高铁酸钾的应用领域1.水处理高铁酸钾可以用于水处理中的氧化、沉淀、脱色等过程。
它可以与有机物反应，使其分解成无害物质，同时还可以去除水中的重金属离子、氨氮等有害物质，从而达到净化水质的目的。
2.催化剂高铁酸钾可以作为催化剂，广泛应用于有机合成、石油化工等领域。
它可以促进化学反应的进行，提高反应速率和效率，从而降低生产成本。
3.玻璃、陶瓷高铁酸钾可以用于制备高温玻璃和陶瓷。
在玻璃和陶瓷的制造过程中，高铁酸钾可以作为着色剂，使玻璃和陶瓷呈现出红色或棕色。
4.医药高铁酸钾可以用于制备一些药物，如治疗铁缺乏性贫血的药物。
它可以提高人体对铁的吸收率，从而使身体更好地吸收铁元素。
5.农业高铁酸钾可以作为植物营养剂，提供植物所需的铁元素。
它可以促进植物的生长和发育，增加产量和品质。
6.食品高铁酸钾可以用于食品加工中的防腐剂和色素。
它可以防止食品变质，同时还可以使食品呈现出红色或棕色。
三、高铁酸钾的制备方法高铁酸钾的制备方法主要有两种，一种是从高铁酸钠中制备，另一种是通过氧化铁和氢氧化钾反应制备。
1.从高铁酸钠中制备将高铁酸钠溶于水中，加入氯化钾，反应生成高铁酸钾。
反应方程式如下：Na2FeO4 + 2KCl → 2NaCl + K2FeO42.通过氧化铁和氢氧化钾反应制备将氧化铁和氢氧化钾混合，加热反应，生成高铁酸钾。
反应方程式如下：2Fe2O3 + 4KOH + 3O2 → 2K2FeO4 + 2H2O四、高铁酸钾的安全注意事项1.高铁酸钾有毒，需要注意防护措施。
新一代绿色高效水处理剂;高铁酸钾的制备与应用
维普资讯
田 晋 莉 王 渊 ，
（ ． 化 集 团有 限公 司 化 工 厂 ， 原 ０ ０ ２ ； ． 龙 应 用 有 限 公 司 ） １太 太 ３ ０ １２ 神
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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化
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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
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]。
水处理剂高铁酸钾的制备及表征
菌 能力 强 ，是一 种 理想 的氯 源 杀菌 剂 的替代 品 。 目前 Ｋ ｚ Ｆ ｅ Ｏ 的合成 方法 有次 氯酸 盐 法 、电解 法 、过 氧
［ 摘 要 ］ 利 用 次 氯 酸 盐 氧 化 法 制 备 了高 铁 酸 钾 （ Ｋ 。 Ｆ ｅ Ｏ ） ，研 究 了硝 酸 铁 的 质 量 分 数 、 氧 化 反 应 温 度 、氧 化 反 应 时 间 、 重 结 晶 温 度 以及 重 结 晶 时 间 等 因素 对 制 备 Ｋｚ Ｆ ｅ ０ 产 品的 纯 度 或 产 率 的 影 响 。 综 合 考 虑 纯 度 和 产 率 ，确 定 制备 Ｋ ： Ｆ ｅ Ｏ 的 适 宜 条 件 为 ：采 用 一 步 法 ， 以 Ｆ ｅ（ Ｎ Ｏ。 ） ・ ９ Ｈ Ｏ 作 为 铁 源 ，投 料 质 量 百 分 比为 ２ Ｏ ，Ｎ ａ Ｃ ｌ ０的质量 浓度 为 ２ ７ ０ ｇ ／ Ｉ ， 合 成 Ｎａ ｚ Ｆ ｅ Ｏ 的 时 间 为 １ ． ５ ｈ ，合 成 温 度 ２ Ｏ ℃ ，合 成 Ｋ ２ Ｆ ｅ ０ 的适 宜 时 间 １ ５ ｍｉ ｎ ，合 成 温 度 ２ Ｏ ℃ ，洗 涤 温 度 一 ５ ℃ ， 干 燥 温度 ６ Ｏ ℃ 。对 合 成 的 固 态 Ｋ Ｆ ｅ Ｏ 样 品 进 行 了 纯 度 、产 率 的 分 析 ， 并 对 合 成 产 品进 行 了结 构 表 征 。 红 外 分 析 结 果 表 明 ，所 合 成 产 物 具 有 Ｋ Ｆ ｅ Ｏ 特 征 吸 收峰 ；Ｓ Ｅ Ｍ 图表 明 ，合 成 的 Ｋ。 Ｆ ｅ ０ 产 品 晶体 与 Ｋｚ Ｆ ｅ Ｏ 型 正 交 晶 系 的 晶胞 一 致 。ＸＲ Ｄ测试结果表 明， 合 成 的 Ｋｚ Ｆ ｅ Ｏ 产 品 晶胞 参 数 与 标 准 衍 射 卡 的 晶胞 参 数 基 本 一 致 。 因此 ， 合 成 产 品 就 是 目标 产 物 Ｋ。 Ｆ ｅ Ｏ ，
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
［" ］
（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
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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。