電解制備高鐵酸鉀及其降解污染物的研究.pdf

1、傳統(tǒng)水處理劑在水處理過程中易形成二次污染，因此在人們對水質標準要求越來越高的時代，傳統(tǒng)水處理劑已無法滿足人們的要求。高鐵酸鉀是一種新型、高效、安全、多功能的水處理劑，可彌補傳統(tǒng)水處理劑的不足。本文研究了固體高鐵酸鉀的電解制備工藝，對固體高鐵酸鉀降解溶液中苯酚、甲醛、氨氮和氣態(tài)甲醛的規(guī)律進行了探討。采用隔膜式電解槽，純KOH溶液做電解液，含鐵電極為陽極，泡沫鎳為陰極，經(jīng)電解可直接從陽極液中分離出純度大于90wt％的固體高鐵酸鉀。生產(chǎn)過程中

2、不產(chǎn)生任何污染環(huán)境的副產(chǎn)物，電解液也可循環(huán)使用，生產(chǎn)工藝比較簡單，成本較低，電流效率較高。利用所制得的高鐵酸鉀在不同投加量、不同pH值和不同時間等條件下對不同濃度的苯酚、甲醛、氨氮溶液以及甲醛氣體進行降解實驗，利用分光光度法進行測定，結果表明高鐵酸鉀對這幾種物質具有良好的降解效果。主要結論如下： (1)對電解槽槽體進行改造，采用水循環(huán)冷凝方式消除電解過程中的陰極堿霧。保證陽極液能夠循環(huán)使用的關鍵是除去其中的低價鐵雜質。電解結束后

3、，陽極液中的固體K<,2>FeO<,4>應立即過濾或離心分離出來，并及時脫水脫堿方能穩(wěn)定存在。用甲醇脫堿效果最好，但考慮到甲醇的毒性，最好選用乙醇做脫堿溶劑。從陽極液中分離出的固態(tài)電解產(chǎn)物，只經(jīng)脫水、脫堿處理，不經(jīng)任何純化處理，K<,2>FeO<,4>的含量不少于90wt％，將所制產(chǎn)品利用重結晶進行提純，可得純度為97.6％的K<,2>FeO<,4>晶體。 (2)高鐵酸鉀的投加量是對這三種物質降解的關鍵因素，適當?shù)脑黾痈哞F酸鉀的

4、投加量能夠有效的提高降解率。對于苯酚，隨著高鐵酸鉀加入量的增加，苯酚降解率呈逐漸增加趨勢。當高鐵酸鉀與苯酚摩爾比達到10時，初始濃度分別為20、50、100、200mg/L的苯酚溶液降解率分別為94.8、90.7、94.2、92.9％。對于甲醛，加入少量的高鐵酸鉀即能產(chǎn)生很好的降解效果，當摩爾比為3時，不同濃度的甲醛溶液的降解率均能達到75％以上。對于低濃度氨氮溶液(10mg/L)，高鐵酸鉀的加入量對降解率沒有太大的影響；對于高濃度氨氮

5、，降解率隨高鐵酸鉀加入量的增加而增加，當摩爾比大于2時，氨氮降解率趨于穩(wěn)定。 (3)pH也是高鐵酸鉀降解苯酚、甲醛和氨氮的重要因素之一。對于20、50mg/L的苯酚溶液，最佳降解pH=6，而對于100 mg/L的苯酚溶液，這一pH為5。降解20 mg/L的甲醛溶液最佳pH=7，對于50、100 mg/L的甲醛溶液最佳降解pH為5。對于低濃度氨氮溶液(10mg/L)，pH的改變對降解率沒有太大影響；對于高濃度氨氮溶液，降解率隨pH