高鐵酸鹽的制備及應(yīng)用.pdf

1、高鐵酸鹽具有強(qiáng)氧化性，應(yīng)用前景光明。它可以作為新型綠色多功能的水處理劑，它具有氧化、吸附、絮凝、殺菌及除臭等作用，而且不會(huì)造成二次污染。此外，它還可以作為新型電池材料，有機(jī)合成氧化反應(yīng)的氧化劑等。本文探討了高鐵(Ⅵ)酸鹽的制備條件，并對(duì)其分解動(dòng)力學(xué)、分解產(chǎn)物和應(yīng)用等方面進(jìn)行研究，對(duì)高鐵酸鹽的制備和實(shí)際應(yīng)用具有積極的意義。本文研究的主要內(nèi)容如下:
　　 (1)以工業(yè)次氯酸鈉、工業(yè)聚合硫酸鐵、氫氧化鈉為原料合成高鐵(Ⅵ)酸鹽。通過(guò)單

2、因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、氫氧化鈉與聚合硫酸鐵的摩爾比、次氯酸鈉與聚合硫酸鐵的摩爾比等因素對(duì)Fe(Ⅵ)溶液濃度的影響，單因素實(shí)驗(yàn)優(yōu)化的最適宜工藝條件為:反應(yīng)溫度是30℃、反應(yīng)時(shí)間是60 min、氫氧化鈉與聚合硫酸鐵的摩爾比是24∶1、次氯酸鈉與聚合硫酸鐵的摩爾比是3.4∶1，此條件下Fe(Ⅵ)溶液濃度是0.09289 mol/L;正交實(shí)驗(yàn)得到各因素影響順序?yàn)?氫氧化鈉與聚合硫酸鐵的摩爾比＞反應(yīng)溫度＞反應(yīng)時(shí)間＞次氯酸鈉與

3、聚合硫酸鐵的摩爾比，最優(yōu)水平組合為:氫氧化鈉與聚合硫酸鐵的摩爾比是26∶1、次氯酸鈉與聚合硫酸鐵的摩爾比是3.4∶1、反應(yīng)溫度是35℃、反應(yīng)時(shí)間是50 min，優(yōu)化工藝組合方案下Fe(Ⅵ)溶液濃度是0.1122 mol/L。利用譜圖掃描、紅外光譜等分析方法對(duì)高鐵(Ⅵ)酸鹽進(jìn)行表征，結(jié)果表明為目標(biāo)產(chǎn)物。
　　 (2)對(duì)8 mol/L的NaOH溶液中Fe(Ⅵ)溶液的分解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行的擬合，可知Fe(Ⅵ)溶

4、液的分解反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)，由阿倫尼烏斯方程推導(dǎo)出了該分解反應(yīng)的速率方程:r=3.228×107 exp(-6220/T)cFe(Ⅵ)。并對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證，證實(shí)了該方程具有可靠性。
　　 (3)初步探討了高鐵(Ⅳ)酸鹽的制備，討論了反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度和聚合硫酸鐵的量對(duì)Fe(Ⅳ)溶液濃度的影響。并研究了Fe(Ⅳ)溶液的氧化性和穩(wěn)定性，F(xiàn)e(Ⅳ)溶液氧化能力比Fe(Ⅵ)溶液的弱，F(xiàn)e(Ⅳ)溶液能在堿性溶液中穩(wěn)定存在，并且Fe(Ⅲ)對(duì)Fe(

5、Ⅳ)溶液的穩(wěn)定性無(wú)明顯影響。
　　 (4)Fe(Ⅵ)溶液和Fe(Ⅳ)溶液對(duì)活性剩余污泥進(jìn)行氧化預(yù)處理，研究對(duì)剩余污泥中有機(jī)物的濃度(MLVSS)、污泥離心脫水程度和過(guò)濾脫水程度的影響。Fe(Ⅵ)溶液和Fe(Ⅳ)溶液都能使MLVSS降低，提高污泥的脫水程度。對(duì)于初始MLVSS為9.078 g/L的剩余污泥，F(xiàn)e(Ⅵ)溶液調(diào)理此污泥溶解比能達(dá)到32.4％，能使離心脫水泥餅含水率由89.67％降為86.68％，真空過(guò)濾脫水泥餅含水率從