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增加高鐵酸鉀片產率和穩定性的研究分析

?  高鐵酸鉀片是一種新的非氯型水處理劑、選擇性氧化劑和鐵電池正極活性的物質。高鐵酸鉀當作水處理劑之時,能夠較快殺滅水里的細菌與疾疫菌,氧化清理掉水中許多無機或有機污染物,且不會產生致癌、致畸的三氯甲烷、二氯甲烷,不會產生二次污染,K2FcO4分解產生的Fe(OH)3還能吸附絮凝部分陰陽離子、有機物與懸浮物;高鐵酸鉀用作選擇性氧化劑時,它在整個pH范圍內具有良好的氧化活性和選擇性,其還原產物是鐵銹,對于環境沒有不好的影響,因而在有機物氧化合成之中有著廣闊應用的前景;高鐵酸鉀用作電池的正極活性物質時,電化學放電容量高,沒污染。高鐵酸鉀的氧化能力比KMnO4、O3、Cl2還強,其標準的電極電位在酸性介質中為2.20V,在堿性介質中為0.72V,正是由于這種強氧化性,使高鐵酸鉀能用作水處理劑、選擇性氧化劑和電池的正極活性物質。但它不穩定,制備、貯存及應用時遇到許多困難。如何增進高鐵酸鉀的穩定性,增進制備它的產率是一個重要的研究課題。對此,市場內外開展了較多的研究,其一是研究了高鐵酸鉀片于不同介質、環境條件時的穩定性,通過改變介質、環境條件來增加其穩定性,研究了高鐵酸鉀在稀KOH溶液中的穩定性,發現0.5mmol/L的K2FeO4溶液在pH=10.0~11.0的KOH溶液里穩定;二是通過改變制作高鐵酸鉀工藝條件,增進其產率和純度。但由于高鐵酸鉀很容易分解,這些措施成果都不太理想,生產高鐵酸鉀到今未形成成熟的工業化生產工藝,高鐵酸鉀的產率和穩定性不能良好增進也制約了它的應用。

  有研究用次氯酸鹽氧化法來制備了高鐵酸鉀,研究了Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)及穩定劑對高鐵酸鉀穩定性能的影響。在制作高鐵酸鉀之過程中,通過添加合適的穩定劑并提高原料純度,增進了高鐵酸鉀的產率和穩定性,固體高鐵酸鉀經18天敞開的放置,分解率從46%降低到5%;在溫度為80℃、pH=11.0的堿性溶液中,高鐵酸鉀片的分解時間從8h增加到16h;制備高鐵酸鉀時其產率由73%上提到88%左右。該研究得出如下結論:

 ?。?)Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)對KFeO4有較強的催化分解作用,制備K2FO4時,應提高原料純度,降低Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)含量,以增進K2FeO4的產率和穩定性。反應物及洗滌K2FeO4用的有機溶劑,均應用AR試劑。

 ?。?)加入穩定劑可使高鐵酸鉀的產率和穩定性顯明增進,格外是同時使用CuCl2,2H2O、Na2SD3、9H2O及Na3H2D6作穩定劑,K2FeO4的產率可由73%上提到88%左右,K2FeO4固體的穩定性及其在水溶液中的穩定性也顯明增加。其機理有待進一步研究。

 ?。?)用有機溶劑洗滌高鐵酸鉀時,初步,用甲苯洗滌時須整全清理掉其中的水分是關鍵,否則含水分的高鐵酸鉀在二步甲醇洗滌時會與甲醇反應而降低K2FeO4的純度和產率。綜上,該研究為增加了高鐵酸鉀片產率和穩定性提供了參考。

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