新型凈水劑高鐵酸鉀簡談

1、編輯ppt1新型凈水劑高鐵酸鉀新型凈水劑高鐵酸鉀編輯ppt2凈水劑的發(fā)展凈水劑的發(fā)展l隨著全球工業(yè)化高度發(fā)展，全世界對水的需求量也越來越大，從而導(dǎo)致對水體的污染也越來越嚴重。水污染已經(jīng)嚴重影響了人們的健康和生活，水污染治理已成為世界環(huán)境治理尤為關(guān)注的問題之一， 人們迫切需要一些新型高效的水處理劑以滿足在飲用水處理中的應(yīng)用。l在過去的近一個世紀中，氯系消毒劑是水處理中主流產(chǎn)品，同時鋁系凈水劑在凈化絮凝工藝中起主導(dǎo)。然而近年來的研究發(fā)現(xiàn)，氯系消毒劑在使用過程會與水中微量有機物反應(yīng)，生成具有“三致”效應(yīng)（致畸、致癌、致突變作用）的多種有害物質(zhì)；而長期使用鋁系凈水劑則可能導(dǎo)致老年性癡呆癥等疾病。高鐵酸

2、鹽作為一種有開發(fā)前途的多功能綠色高效水處理劑，已逐漸受到環(huán)保工作者的重視，并且也開始走向市場化。HClO、ClO2聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁編輯ppt3凈水劑的發(fā)展凈水劑的發(fā)展l高鐵酸鉀是一種非氯型高效飲水消毒劑和水處理劑，國內(nèi)外均做過較多的報道。例如，高鐵酸鉀用作飲水消毒劑時，具有殺菌力強、快速，且不產(chǎn)生三氯甲烷等有害成分的特點，以其獨特的環(huán)境友好特性受到人們越來越多的重視，其應(yīng)用前景十分誘人。l另外，其適用的pH范圍比含氯藥劑寬，處理后的水無臭無味，口感好，而且成本低于其他凈水劑編輯ppt4高鐵酸鉀高鐵酸鉀分子式：K2FeO4編輯ppt5高鐵酸鉀的性質(zhì)高鐵酸鉀的性質(zhì)l高鐵

3、酸鉀是鐵的六價化合物，是一種深紫色有光澤的晶體粉末，其水溶液呈紫紅色。干燥的高鐵酸鉀在常溫下可以在空氣中長期穩(wěn)定存在，198以上開始分解。但含水的高鐵酸鉀熱穩(wěn)定性明顯下降，80時迅速分解為Fe(OH)3物理性質(zhì)物理性質(zhì)編輯ppt6化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)l穩(wěn)定性： 不穩(wěn)定，活潑。高鐵酸鉀溶于水后產(chǎn)生氧氣和氫氧化鐵沉淀4K2FeO4+10H20=4Fe(OH)3+8KOH+30O2l氧化性： 高鐵酸鉀不溶于通常的有機溶劑(如醚、氯仿、苯和其他一些有機溶劑)，也不溶于含水量小于20 的乙醇，當含水量超過這個限度，它可迅速地將乙醇氧化成相應(yīng)的醛和酮。l高鐵酸鉀具有極強的氧化性，在酸性和堿性水溶液中的電極反應(yīng)

4、如下：酸性介質(zhì)：FeO4 2-+8H+3eFe3+4H2O堿性介質(zhì)：FeO42-+4H2O+3e +Fe(OH)3+5OH-編輯ppt7過氧化物氧化法制備（干式氧化法）過氧化物氧化法制備（干式氧化法）l將堿金屬的過氧化物與鐵鹽或鐵的氧化物按一定比例在一定條件下混勻，高溫使發(fā)生反應(yīng)生成高鐵酸鉀 反應(yīng)式: 2FeSO4+6Na202= 2Na2FeO4+2Na2O +2Na2SO4+O2 Na2FeO4+2KOH =K2FeO4+2NaOH編輯ppt8lFeSO4、Na202在氮氣流中加熱至700時，反應(yīng)lh能夠得到Na2FeO4粉末l將粉末用5 molL的氫氧化鈉溶液溶解，然后 經(jīng)離心、過濾，即

5、可得到高鐵酸鈉溶液l此時在低溫環(huán)境下，加入氫氧化鉀直至飽和，當有高鐵酸鉀結(jié)晶析出，過濾后再經(jīng)苯洗一醇洗一醚洗，真空干燥即得成品。編輯ppt9l熔融法反應(yīng)物少，副反應(yīng)少，最終產(chǎn)品高鐵酸鉀的純度很高，而且反應(yīng)的產(chǎn)率較高。但反應(yīng)需在高溫、密封、干燥的環(huán)境下進行，再加上反應(yīng)有過氧化物參與，有一定的危險性，因而須嚴格控制操作條件，以免引起爆炸，該法工業(yè)化生產(chǎn)較難實現(xiàn)。編輯ppt10次氯酸鹽氧化法次氯酸鹽氧化法l實驗原理：3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH=2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2ONa2FeO4+4KOH=K2 FeO4+2 NaOHl其生產(chǎn)機理為：在強堿性溶液中加

6、人次氯酸鈉和硝酸鐵，次氯酸鈉將Fe3+氧化成FeO4 2-，生成高鐵酸鈉，然后加入氫氧化鉀置換，由于高鐵酸鉀的溶解度小于高鐵酸鈉，故在低溫下可析出高鐵酸鉀晶體。編輯ppt11lNaClO溶液中依次加人NaOH、Fe(NO3)39H2O，溫度控制在20，用磁力攪拌器攪拌，溶液呈深紫紅色，即生成Na2FeO4。l往上述反應(yīng)液中加人固體NaOH至飽和，保持水溫20，繼續(xù)攪拌。將反應(yīng)液放料、離心，用真空泵抽濾。取濾液，即為較純凈的Na2FeO4溶液。編輯ppt12l將飽和KOH溶液加入到上述溶液中，保持溶液2O ，并不停攪拌，可見燒杯壁有黑色沉淀物生成，抽濾，濾渣為K2FeO4；濾液為Na2FeO4溶

7、液，可循環(huán)使用。l后處理：重結(jié)晶、有機物洗滌純化、真空干燥 濾渣用3 molL KOH溶液溶解，再加入飽和KOH溶液中，冰水冷卻下K2FeO4又析出，抽濾，濾渣為K2FeO4 。 將濾渣先用苯洗滌去除水分，再用95 乙醇洗滌去除堿，最后用乙醚洗滌去除水和乙醇。有機物洗滌后，立即對其真空干燥，使水分、有機物揮發(fā)，保證K2FeO4的穩(wěn)定性。編輯ppt13 濕式氧化法的優(yōu)點是產(chǎn)物純度，產(chǎn)率都較高，所需成本少，但是在提純時需進行多次固液分離，操作復(fù)雜繁瑣，并且在提純時高鐵酸鉀的損失較大。 次氯酸鹽氧化法制備高鐵酸鉀已經(jīng)發(fā)展的比較成熟。其工藝流程清晰，反應(yīng)條件易控制，容易實現(xiàn)工業(yè)化。目前國內(nèi)已經(jīng)有生產(chǎn)廠

8、家通過此法生產(chǎn)出穩(wěn)定的高鐵酸鉀成品編輯ppt14電解法制備電解法制備l電化學(xué)制備高鐵酸鹽的電解原理如下:l總反應(yīng)式總反應(yīng)式l電化學(xué)制備高鐵酸鹽的電解原理如下:l總反應(yīng)式總反應(yīng)式編輯ppt15l電化學(xué)法制備高鐵酸鉀的原理是：在鐵制陽極發(fā)生氧化反應(yīng)，將Fe2+或Fe。 氧化成FeO2-，再在陽極液中加入KOH，使高鐵酸鉀沉淀出來。l工業(yè)上使用隔膜型電解槽，將陽極、陰極完全隔開。所用隔膜材料，不能使氣體透過，并且是離子選擇性滲透膜 編輯ppt16陰極：鉑片或碳棒陰極：鉑片或碳棒陽極：鐵陽極：鐵恒溫池恒溫池電解槽電解槽攪拌器攪拌器電源：電源：直流穩(wěn)直流穩(wěn)壓穩(wěn)流壓穩(wěn)流電源電源KOH電解液電解液實驗室簡易裝置實驗室簡易裝置編輯pp