高鐵酸鉀的電解合成及影響因素分析.pdf

1、高鐵酸鹽（Fe(Ⅵ)）具有較高的氧化還原電位、較大的電化學(xué)理論容量、原料來(lái)源豐富，本身及放電產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無(wú)污染，不僅可用作廢水和生活用水中的處理劑及有機(jī)合成反應(yīng)中的氧化劑，還可以用作超級(jí)鐵電池中的正極材料。為了有效地利用有限的自然資源和保護(hù)自然環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，高鐵酸鹽（Fe(Ⅵ)）的制備及應(yīng)用引起了研究工作者的興趣。在高鐵酸鹽的三種主要制備方法中，電化學(xué)方法以其對(duì)環(huán)境無(wú)污染和制備過(guò)程較簡(jiǎn)單易行等優(yōu)點(diǎn)受到了關(guān)注。但在電化學(xué)制備過(guò)程中，

2、在長(zhǎng)時(shí)間和大電流電解的情況下，高鐵酸鹽生成的電流效率不是很高，進(jìn)一步提高電化學(xué)合成高鐵酸鹽的電流效率是科學(xué)工作者們正在研究的熱點(diǎn)。
　　本論文概述了高鐵酸鹽的制備方法、純度分析方法、物理化學(xué)性質(zhì)、堿性溶液中鐵電極的電化學(xué)行為，研究了添加劑的種類、添加劑的濃度、配比等因素對(duì)電化學(xué)制備高鐵酸鉀的電流效率、濃度的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，添加劑可以顯著的提高電化學(xué)制備高鐵酸鉀的電流效率和高鐵酸鉀的濃度，KIO3和Na2SiO3作添加劑時(shí)，當(dāng)添加的

3、量為2mL即濃度為5.0mM時(shí)，高鐵酸鉀電解合成的電流效率最大，分別達(dá)到61.5％和59.3%。KI作添加劑時(shí)，當(dāng)添加的量為1mL即濃度為2.5mM時(shí)，高鐵酸鉀電解合成的電流效率最大，達(dá)到52.7%。當(dāng)三種助劑混合比1:1:1（KIO3:KI:Na2SiO3/mol），電解液中添加劑的濃度是2.17mM時(shí)對(duì)高鐵酸鉀合成最有利,可使電流效率升到82.5%。
　　還研究了不同Na+/（Na++K+）([OH-]=16M)比例對(duì)直接電化

4、學(xué)制備固體高鐵酸鉀的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在較低的溫度下（60℃），電解30min后，在10mol/LNaOH+6mol/LKOH溶液中生成高鐵酸鉀的電流效率可達(dá)45%；另外研究了超聲波對(duì)電解合成高鐵酸鉀的影響，研究表明，超聲波能加快電極表面上的固體向本體溶液中的轉(zhuǎn)移和延緩電極表面的鈍化，還能減慢氧析出的速度,這可能就是超聲波作用能夠提高固體高鐵酸鉀生成的電流效率的原因。
　　采用了循環(huán)伏安法（CV）在相對(duì)HgO/Hg電極[-1.4V～0

5、.7V]掃描范圍內(nèi)，系統(tǒng)地研究了鐵電極在堿液中的電化學(xué)行為，以及溫度、電解液組成及濃度、添加劑等對(duì)電化學(xué)性質(zhì)的影響。結(jié)果表明：此鐵電極的循環(huán)伏安曲線與文獻(xiàn)顯著不同，在曲線中掃描出了Fe(III)向Fe(VI)轉(zhuǎn)化的中間產(chǎn)物Fe(V)的氧化峰，有可能是FeO43-（Fe(V)離子的存在形式）。并測(cè)試了鐵電極在不種條件下堿液中的電化學(xué)行為。
　　采用了計(jì)時(shí)電位法（CP）鐵電極的電解過(guò)程的電壓隨時(shí)間的變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電解前的鐵電極表