1、高鐵酸鉀的制備及性能檢測(cè)實(shí)驗(yàn)方案一、研究組成員：陳哲然、劉、威爾遜。二.主題選擇和意義：高鐵酸鉀是一種新型高效多功能水處理劑，它具有氧化、吸附、絮凝、助凝、殺菌、除臭等多種功能。并且在反應(yīng)過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生二次污染和其他有毒副產(chǎn)物。然而，高鐵酸鉀在溶液中穩(wěn)定性差，熱穩(wěn)定性差，制備方法復(fù)雜，操作困難，因此沒有合適的產(chǎn)品。目前高鐵酸鉀的合成方法有三種：次氯酸鹽氧化法、電解法和高溫氧化法。其中，次氯酸鹽氧化法最早且相對(duì)成熟，但也存在一些缺點(diǎn)，如高鐵酸鉀的不穩(wěn)定性嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的純度，限制了其廣泛應(yīng)用。因此，我們組決定對(duì)現(xiàn)有的次氯酸鹽氧化法進(jìn)行改進(jìn)，重點(diǎn)優(yōu)化穩(wěn)定合成高純度高鐵酸鉀的工藝條件，并驗(yàn)證其強(qiáng)氧化

2、和凈水效果。三.基本實(shí)驗(yàn)方案的制定：1.高鐵酸鉀的制備及優(yōu)化(1)實(shí)驗(yàn)原理和方法：在強(qiáng)堿條件下，加入次氯酸鈉和硝酸鐵，次氯酸鈉將Fe3氧化成FeO42-: 1，形成Na2FeO4。3 naclo 2fe(n03)3 10 NaOh=2 na2fe 04 3 NaCl 6 nano 3 5h2o。利用氯化鈉和三氧化二納在強(qiáng)堿中溶解度低、na2fe 4溶解度高的特點(diǎn)，通過(guò)脫鹽得到na2fe 4。最后，加入氫氧化鉀，因?yàn)镵2FeO4在強(qiáng)堿中的溶解度小于Na2FeO4 .所以K2Fe04沉淀。Na2Fe04 2KOH=K2Fe04 2NaOH (2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程1。Na2Fe04的合成在氯化鈉溶液中依次加

3、入氫氧化鈉和鐵。9h:0和自制復(fù)合穩(wěn)定劑，溫度分別為0、20和40，用磁力攪拌器攪拌約1.5 h，溶液呈深紫紅色，生成Na2FeO4。2.脫鹽作用向上述反應(yīng)溶液中加入固體氫氧化鈉至飽和，保持水溫在20，繼續(xù)攪拌0.5小時(shí)。將反應(yīng)溶液排出，離心，用真空泵過(guò)濾。濾液作為相對(duì)純的Na2Fe04溶液。3.K2Fe04的合成向上述溶液中加入飽和氫氧化鉀溶液，保持溶液在20，并持續(xù)攪拌15分鐘?？梢姛谏闲纬珊谏恋?，濾渣為K2Fe04。濾液為Na2FeO4溶液，可循環(huán)使用。4.后處理后處理包括重結(jié)晶、有機(jī)物洗滌和純化以及真空干燥。用30毫升3m01溶解濾渣。然后加入飽和氫氧化鉀溶液中，用冰水冷卻后再次

4、沉淀K2Fe04，抽濾后濾渣為K2Fe04。用10毫升苯洗滌濾渣以除去水，然后用95%乙醇除去堿，最后用乙醚除去水和乙醇。洗滌有機(jī)物后，立即進(jìn)行真空干燥，以揮發(fā)水分和有機(jī)物，并確保K2Fe04的穩(wěn)定性。試劑和儀器：主要試劑：鐵(N03)39H20和氯化鐵36H20為化學(xué)純；氯化鈉、氫氧化鈉和氫氧化鉀都是分析純。試劑用量：鐵(n03) 39h20:氫氧化鈉：氯化鈉：氫氧化鉀=20.20: 10.00: 5.59: 5.60。氫氧化鈉和氯化鈉應(yīng)該過(guò)量。主要儀器：電磁攪拌器、離心機(jī)、恒溫水浴罐、真空泵、真空干燥箱、砂芯漏斗。2.高鐵酸鉀的性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)原理強(qiáng)氧化性：高鐵酸鉀中的鐵離子為6價(jià)，是鐵元素中

5、最高的高價(jià)，強(qiáng)氧化性。高鐵酸鉀是酸性的介質(zhì)或堿性介質(zhì)中的電極電位明顯高于高錳酸鉀和重鉻酸鉀。因此，高鐵酸鉀比高錳酸鉀、重鉻酸鉀等常用氧化劑具有更強(qiáng)的氧化能力，能夠氧化大部分有機(jī)物。在氧化過(guò)程中，可以通過(guò)調(diào)節(jié)其陽(yáng)離子、結(jié)構(gòu)和酸堿度來(lái)控制氧化活性，從而達(dá)到高選擇性本實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了高鐵酸鉀和硫化鈉的氧化8FeO42- 3S2- 40H 8Fe3 3SO42- 20H2O污水處理：高鐵酸鉀在污水處理中主要去除水中的氨氮、酚類、藻類、硫化物和氰化物。同時(shí)，高鐵酸鉀溶于水生成氫氧化鐵，具有很強(qiáng)的絮凝作用。可以有效地使污水有效地消毒殺菌，同時(shí)達(dá)到安全除濁。本實(shí)驗(yàn)主要驗(yàn)證其絮凝效果實(shí)驗(yàn)過(guò)程：1氧化性取1毫升0.1毫升/升Na2S溶液于小試管中，加入幾滴0.1毫升/升鹽酸調(diào)至酸性，加入少量高鐵酸鉀觀察現(xiàn)象，然后加入12滴氯化鋇(如有沉淀，滴入上清液中)觀察現(xiàn)象2水凈化取100毫升污水樣品(待渾濁)，加入少量高鐵酸鉀，觀察現(xiàn)象，并扇動(dòng)污水氣味，觀察有無(wú)明顯變化。試劑和儀器：主要試劑：0.1摩爾/升Na2S、氯化鋇、0.1摩爾/升鹽酸、高鐵酸鉀和污水樣品；試劑用量：0.1毫升/升Na2S 1毫升，其余為少量主要儀器：一個(gè)試管和一個(gè)250毫升燒杯3 .實(shí)驗(yàn)日程和分工：合成高鐵酸鈉：約1.5小時(shí)脫鹽：約0.5小時(shí)高鐵酸鉀的合成：15分鐘后處理：約30分鐘性能檢