多孔圆筒铸铁阳极电解制备高铁酸盐及处理联苯胺模拟废水的研究

采用双阴极室隔膜电解槽,以多孔圆筒铸铁为阳极电解法制备水处理剂高铁酸盐.实验表明,在14 mol/L的NaOH溶液中,30℃下以30 mA/cm2的电流密度电解5.5 h可以获得36.8%的电流效率,高铁浓度可达到0.07 mol/L.用电解新制的高铁酸盐降解联苯胺模拟废水的结果表明,CODCr的去除率达85%,联苯胺最终被矿化成小分子无机物.     

加入阴、阳离子对高铁酸盐溶液稳定性的影响

将20种阴离子和11种阳离子分别加于pH=13、浓度为1.6×10-3mol/L的高铁酸盐溶液,发现IO4-、SiO32-、Li 、Ti4 等对溶液中的FeO42-有稳定作用;IO3-、ClO4-、Sn2 、Ba2 等对溶液中的FeO42-的稳定具有破坏作用.这一结果有助于提高高铁酸盐的稳定性,并对高铁酸盐正极材料的组成和添加剂的选取提供了实验依据.     

多电极电解制备高铁酸盐及参数条件优化

采用自制多电极高铁酸盐电化学装置,运用单一变量法研究了多个电解条件对高铁酸盐生成的影响,并对电解条件参数进行优化。结果表明,电解液流动性有利于阳极OH^?的补充和氢气的外溢,有助于高铁酸盐的生成;电极板采用3阳极2阴极布置方式可提高电子传递效率和降低还原氢的分布,促进高铁酸盐的生成;极板间距可影响电路效率和析氢程度,进而影响高铁酸盐生成;电流密度适当增加可促进高铁酸盐的生成,而过高会导致析氧副反应增强,抑制高铁酸盐的生成;电解液温度的增加能够提高高铁酸盐生成速率,但也会降低其稳定性;电解液浓度增加促进高铁酸盐生成的同时,阳极钝化也会逐渐严重。采用多电极电解时最优极板间距为2 cm、电流密度55 mA/cm²、温度55 ℃、电解液浓度16 mol/L,在最优条件下高铁酸盐浓度为19 mmol/L,电流效率为66%。本次研究为进一步实现高铁酸盐多电极电解制备及应用提供了理论基础。     

高铁与纳米二氧化钛光催化协同氧化作用的研究

为加强高铁酸盐氧化能力,研究了高铁与纳米二氧化钛在紫外光下联用对难降解有机物苯酚和氨氮的去除效果。分别研究了单独高铁,单独纳米TiO2以及高铁酸盐与纳米TiO2光催化联用对水中苯酚和氨氮的去除效果。结果表明,单独高铁在高铁与苯酚质量比是30：1,溶液pH值是4．0,反应时间为30min时,对浓度为10mg／L的苯酚溶液去除率高达96．73％。单独高铁在高铁与氨氮质量比为14：1时,溶液pH=9．0,反应时间为90rain时,对浓度为50mg／L的氨氮溶液去除率最高可达75％;单独纳米二氧化钛在紫外光催化下处理50mg／L氨氮溶液时,在最佳条件为：pH=9．0,温度为室温,反应时间为30rain,纳米二氧化钛为40mg时,氨氮的去除率为82．8％;在单独纳米二氧化钛的条件下,当体系中加入2mg高铁时,即实施纳米二氧化钛与高铁联用,氨氮的去除率为97．5％,比单独高铁和单独二氧化钛分别提高了7．8％和22．5％。结果说明,高铁与纳米二氧化钛光催化体系存在协同氧化效应。     

电解磁铁矿制备高铁酸盐

以精选的磁铁矿粉末为原料,制备磁铁矿块状多孔电极用于电解制备高铁酸盐.所用磁铁矿多孔电极在经过阴极极化等一系列预处理过程,在16 mol·L-1 NaOH溶液中表现出了很高的电流效率.在这一电解液中,通过对阳极电流密度、高铁酸盐的生成速率、电流效率、槽内电解温度等影响因素的研究,找到了较为适宜的电解条件:J=3.3 mA·cm-2,30 ℃, 16 mol·L-1 NaOH溶液.     

未纯化高铁酸盐原液处理含硫废水的研究

用次氯酸盐氧化法制得的高铁酸盐,与次氯酸盐的碱性混合溶液,直接用于去除水样中的S^2-,比纯高铁酸盐,次氯酸盐效果更佳,将之用于25mg/L s^2-含量的油田采出水的净化脱硫,投放Na2FeO4 24．9mg/L,可达油田回注水标准,投放Na2FeO4 19.92mg/L,并外加微量助剂,可达到饮用水标准。     

高铁酸盐氧化苯酚的试验研究

试验采用电解法制备高铁酸钠,自制单隔膜电解槽以铁片为阳极、铜丝为阴极、NaOH溶液为电解液,在一定的电解条件下可制得浓度为0.06 mol/L的高铁酸钠,探讨了高铁酸钠氧化水中苯酚的效果及影响因素.结果表明:高铁酸钠氧化苯酚的最佳pH值为9,温度为20~30℃,高铁酸钠与苯酚的投加摩尔比为15:1,氧化时间为30 min,苯酚的去除率达到65%.     

阳离子聚丙烯酰胺-羧甲基纤维素电解质膜的制备及应用

以Fe3 为交联剂,制备了阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)-羧甲基纤维素(CMC)聚合物电解质膜.用红外光谱和扫描电镜对其成分与形态进行了表征,并将其应用于电解制备高铁酸盐.实验结果表明,CPAM-CMC聚合物电解质膜能有效地阻止FeO42-向阴极室扩散,同时阴极室中生成的OH-及时地补充了阳极室中OH-的消耗.     

双阴极室隔膜电解制备高铁酸盐及其应用

采用双阴极室隔膜电解槽电解制备高铁酸钾,以铁丝网作为阳极材料,石墨碳棒作为阴极材料,两极室用Nafion117阳离子交换膜隔开.探索不同NaOH浓度、电解液成分、电流密度以及助剂对高铁酸盐产率的影响.并用制得的高铁酸盐降解苯胺,考察了pH值、反应时间、苯胺初始浓度以及高铁酸盐投加量对苯胺去除率的影响.助剂KIO 4、石墨和ZnCl 2的添加无法提高高铁酸盐的生成.在pH=10、n（苯胺）∶n（Fe）=1∶10、处理时间30 min的条件下,苯胺的去除率可达80.60%.     

高铁酸钠的电化学合成研究

以金属铁为正极材料、铂为负极，18mol／L NaOH氢氧化钠溶液为电解液在隔膜电解池中电化学合成高铁酸钠。理想合成温度约20℃，电流密度约O．5mA／cm^2，在饱和氢氧化钠溶液中合成电流效率为71．4％。充电电压为1．92—1．83V；电化学合成时间为2-3h。     

Fe^IV化合物的定性鉴定及稳定性分析

由高铁酸盐(Fe^VI)的碱性溶液得到一亮绿色溶液，该溶液在一定条件下极为稳定．经过氧化性试验、酸化试验、红外光谱和紫外可见光谱对照试验及排除性试验，确认该亮绿色溶液为Fe^IV化合物．实验证明，Fe^VI对Fe^IV绿色碱性溶液无催化作用，但对Fe^VI有强催化作用，这是相同条件下Fe^IV绿色溶液能稳定存在的原因．     

高铁酸盐体系的掺杂效应

研究了Zn2 、Al3 等阳离子和石墨、MnO2等固态物质对高铁酸盐体系掺杂时,高铁酸盐溶液的分解反应动力学,发现Zn2 、石墨等对FeO42-有稳定作用,Ni2 、Co2 、MnO2等对FeO42-则有强烈的催化分解作用,为高铁酸盐电池材料的选取和电解法制备高铁酸盐条件的优化提供有益的实验依据.     

高铁酸盐溶液稳定性的光化效应

研究了不同种类的光照对高铁酸盐溶液稳定性的影响.结果表明:紫外光有加速其分解的作用,红外光没有明显的影响,可见光则居中.以此为指导,筛选出用聚乙烯塑料瓶容器避光存贮高铁酸盐溶液,不会加快其分解.所得结果为高铁酸盐的制备、应用和存放提供了有益的实验依据.     

高铁与纳米二氧化钛光催化协同氧化作用的研究的研究

为加强高铁酸盐氧化能力,研究了高铁与纳米二氧化钛在紫外光下联用对难降解有机物苯酚和氨氮的去除效果.分别研究了单独高铁,单独纳米TiO2以及高铁酸盐与纳米TiO2光催化联用对水中苯酚和氨氮的去除效果.结果表明,单独高铁在高铁与苯酚质量比是30∶1,溶液pH值是4.0,反应时间为30min时,对浓度为10mg/L的苯酚溶液去除率高达96.73%.单独高铁在高铁与氨氮质量比为14∶1时,溶液pH=9.0,反应时间为90min时,对浓度为50mg/L的氨氮溶液去除率最高可达75%;单独纳米二氧化钛在紫外光催化下处理50mg/L氨氮溶液时,在最佳条件为:pH＝9.0,温度为室温,反应时间为30min,纳米二氧化钛为40mg时,氨氮的去除率为82.8%;在单独纳米二氧化钛的条件下,当体系中加入2mg高铁时,即实施纳米二氧化钛与高铁联用,氨氮的去除率为97.5%,比单独高铁和单独二氧化钛分别提高了7.8%和22.5%.结果说明,高铁与纳米二氧化钛光催化体系存在协同氧化效应.     

高铁酸盐对偶氮类染料的降解脱色研究

以电化学法制备的高铁酸盐对甲基橙、酸性铬蓝、铬黑T等偶氮类染料进行降解脱色.实验结果表明,经高铁酸盐处理后,偶氮染料红外谱图的主要谱峰消失,代之以CO32-的振动吸收峰;紫外光谱分析表明,染料的特征吸收峰逐渐减小直至消失.经对比,发现复合混凝剂FeO42-/Al(OH)4-比FeO42-对染料有更佳的降解脱色效果.     

新型电极材料高铁酸盐的合成研究

高铁酸盐是新型的电极活性材料，以其作正极的高铁电池是一种可望替代锌锰电池的绿色电池。论述了电极材料高铁酸盐（高铁酸钾及高铁酸钡）的合成方法和工艺，确定了最佳的合成工艺参数如氧化剂，温度，脱碱剂等。使用XRD表征了高铁酸钾和高铁酸钡的结构，使用邻二氮菲分光光度法测定其纯度。实验结果表明改进的方法具有工艺简单，产品稳定性好等优点。     

高铁絮凝剂的电合成及其在染料废水处理中的应用

以铂为阴极，铁（铝）为阳极，以Nafion117胺型SPE阴离子交换膜为隔膜，在饱和NaOH溶液中电解制备正六价的高铁酸盐絮凝剂（高铁/铝混凝剂）。在酸性溶液中，FeO2^2-氧化还原电位高达19V，具有强氧化性，可使有机染料降解。分光光度法和重铬酸钾法分析结果表明，经高铁絮凝剂和高铁/铝混凝剂处理后，甲基橙等染料降解脱色效果明显，对染料废水CODcr的去除率可达60%，     

激光辅助次氯酸钠氧化法制备高铁酸盐

在次氯酸钠氧化法制备高铁酸盐的基础上,用二氧化碳激光器发出的10.6 μm、10 W红外激光照射反应体系,同无光照相比,反应速率明显加快,产物产率平均提高20%～30%,最高浓度可达0.22 mol/L.并对激光光照下,反应体系化学反应的基本原理进行了初步分析,给出了与实验结果相符合的理论解释.     

高铁酸钡的制备及电化学性能研究

主要研究了正极材料BaFeO4的合成并利用XPS法对产品纯度进行检测。将BaFeO4作为一次性碱性电池中的正极活性物质，研究不同电解质溶液浓度下和不同材质的隔膜下的放电性能，发现以饱和Ba(OH)2和13mol／LKOH混合液为电解质溶液的电池放电比容量最高。另外采用WhatmanGF／A隔膜也可以明显改善高铁酸盐碱性电池的放电性能。     

复合高铁酸盐片剂的制备研究

用浓碱水溶液中次卤酸盐氧化法制备出黏糊状的高铁酸盐,加入粘土、无水硫酸钠与高铁酸盐制成不同比例的复合高铁酸盐,并对其溶出的高铁酸根浓度进行测定.探讨了黏土、无水硫酸钠的加入量及加入顺序对复合高铁酸盐稳定性的影响,找到了制备复合高铁酸盐片剂的最佳条件,在此条件下制备的复合高铁酸盐片剂具有较高的稳定性,研究结果极具工业应用...