新型凈水劑高鐵酸鉀簡(jiǎn)談

1、新型凈水劑高鐵酸鉀,,凈水劑的發(fā)展,隨著全球工業(yè)化高度發(fā)展，全世界對(duì)水的需求量也越來(lái)越大，從而導(dǎo)致對(duì)水體的污染也越來(lái)越嚴(yán)重。水污染已經(jīng)嚴(yán)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(wèn)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。在過(guò)去的近一個(gè)世紀(jì)中，氯系消毒劑是水處理中主流產(chǎn)品，同時(shí)鋁系凈水劑在凈化絮凝工藝中起主導(dǎo)。然而近年來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，氯系消毒劑在使用過(guò)程會(huì)與水中微量有機(jī)物反應(yīng)，生成具有

2、“三致”效應(yīng)（致畸、致癌、致突變作用）的多種有害物質(zhì)；而長(zhǎng)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(chǎng)化。,HClO、ClO2,聚合硫酸鋁、聚合氯化鋁,凈水劑的發(fā)展,高鐵酸鉀是一種非氯型高效飲水消毒劑和水處理劑，國(guó)內(nèi)外均做過(guò)較多的報(bào)道。例如，高鐵酸鉀用作飲水消毒劑時(shí)，具有殺菌力強(qiáng)、快速，且不產(chǎn)生三氯甲烷等有害成分的特點(diǎn)，以其獨(dú)特的環(huán)境友好

3、特性受到人們?cè)絹?lái)越多的重視，其應(yīng)用前景十分誘人。另外，其適用的pH范圍比含氯藥劑寬，處理后的水無(wú)臭無(wú)味，口感好，而且成本低于其他凈水劑,高鐵酸鉀,分子式：K2FeO4,高鐵酸鉀的性質(zhì),高鐵酸鉀是鐵的六價(jià)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(zhǎng)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(shí)迅速分解為Fe(OH)3,物理性質(zhì),化學(xué)性質(zhì),穩(wěn)定性： 不穩(wěn)

4、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+30O2氧化性： 高鐵酸鉀不溶于通常的有機(jī)溶劑(如醚、氯仿、苯和其他一些有機(jī)溶劑)，也不溶于含水量小于20％ 的乙醇，當(dāng)含水量超過(guò)這個(gè)限度，它可迅速地將乙醇氧化成相應(yīng)的醛和酮。高鐵酸鉀具有極強(qiáng)的氧化性，在酸性和堿性水溶液中的電極反應(yīng)如下：酸性介質(zhì)：FeO4 2-+8H++3e→Fe3++4H2O堿性介質(zhì)：FeO42-+

5、4H2O+3e → +Fe(OH)3↓+5OH-,過(guò)氧化物氧化法制備（干式氧化法）,將堿金屬的過(guò)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,,FeSO4、Na202在氮?dú)饬髦屑訜嶂?00℃時(shí)，反

6、應(yīng)lh能夠得到Na2FeO4粉末將粉末用5 mol／L的氫氧化鈉溶液溶解，然后 經(jīng)離心、過(guò)濾，即可得到高鐵酸鈉溶液此時(shí)在低溫環(huán)境下，加入氫氧化鉀直至飽和，當(dāng)有高鐵酸鉀結(jié)晶析出，過(guò)濾后再經(jīng)苯洗一醇洗一醚洗，真空干燥即得成品。,,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(jìn)行，再加上反應(yīng)有過(guò)氧化物參與，有一定的危險(xiǎn)性，因而須嚴(yán)格控制操作條件，以免引起爆炸，該法工業(yè)

7、化生產(chǎn)較難實(shí)現(xiàn)。,次氯酸鹽氧化法,實(shí)驗(yàn)原理：3NaClO+2Fe(NO3)3+10NaOH==2Na2FeO4+3NaCl+6NaNO3+5H2ONa2FeO4+4KOH==K2 FeO4+2 NaOH其生產(chǎn)機(jī)理為：在強(qiáng)堿性溶液中加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。,,NaClO溶液中依次加人NaOH、F

8、e(NO3)3·9H2O，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。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。,,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溶液，可循環(huán)使用。后處理：重結(jié)晶、有機(jī)物洗滌純

9、化、真空干燥 濾渣用3 mol·L 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(jī)物洗滌后，立即對(duì)其真空干燥，使水分、有機(jī)物揮發(fā)，保證K2FeO4的穩(wěn)定性。,,濕式氧化法的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)物純度，產(chǎn)率都較高，所需成本少，但是在提純時(shí)需進(jìn)行多次固液分離，操作復(fù)雜繁瑣，并且在提純時(shí)高鐵

10、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(shí)現(xiàn)工業(yè)化。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有生產(chǎn)廠家通過(guò)此法生產(chǎn)出穩(wěn)定的高鐵酸鉀成品,電解法制備,電化學(xué)制備高鐵酸鹽的電解原理如下:總反應(yīng)式,電化學(xué)制備高鐵酸鹽的電解原理如下:總反應(yīng)式,,電化學(xué)法制備高鐵酸鉀的原理是：在鐵制陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)，將Fe2+或Fe。 氧化成FeO2-，再在陽(yáng)極液中加入KOH，使高鐵酸鉀沉淀出來(lái)。工業(yè)