生产
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高铁酸盐
高铁酸盐在水处理中的应用
近年来，K2FeO4作为一种具有强氧化性和混凝作用的多功效新型水处理 药剂，在水处理中的应用受到了特别的关注。研究结果表明，K2FeO4氧 化和混凝作用对水中的藻类、重金属、无机物和有机物等都有良好的去 除效果。
是强氧化剂,能杀菌消毒,不会形成有机氯化物,无二次污染。 高铁酸钾溶于水的分解产物Fe(OH)3对水中悬浮物有絮凝,吸附及共沉淀
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高铁酸盐
高铁酸盐在水处理中的应用
在K2FeO4氧化降解有机物的过程中，伴随着有机物的氧化，K2FeO4会被还 原生成中间价态Fe(V)和Fe(IV)，这些中间价态铁的氧化能力非常强， 与有机物的反应速率比Fe(VI)本身要快百倍甚至上千倍。但是由于这些 中间价态铁的稳定性很差，极易分解，例如在pH=7.0时，Fe(V)的自分 解常数Kd约为100 s-1，在水中存活的半衰期t1/2只有6.9 ms。因此，中间 价态铁的强氧化能力很难得到有效的利用，而是迅速分解生成稳定性的 Fe(Ⅲ)。
去除之效果。 能去除水中的氨氮,硫类物质及酚类等多种有机物质。 它溶于水不产生有害,有毒副产物, 其安全性有可靠保证。 集氧化,杀菌,消毒, 吸附, 絮凝, 助凝为一体的多功能水处理剂。
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高铁酸盐
高铁酸盐在水处理中的应用
与KMnO4氧化相似，K2FeO4的氧化也具有选择性，易和一些含有不饱和官 能团的有机物如酚类、苯胺类、烯烃类化合物反应，反应速率一般要比 KMnO4快2-10倍。K2FeO4与有机物的反应路径与KMnO4氧化相似，如在氧化 烯烃时，K2FeO4也会与C＝C双键加成形成环状的有机金属络合物。
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高铁酸盐
制备方法
方法 熔融法
成本 高
次氯酸盐氧 低 化法
电解法
低
转化率 80-90% 30-50%
20-、反应条件
设备利用率高、 苛刻、难实现工业
转化率高
生产
工艺简单、产 率高、实验室 步骤多、工艺复杂
容易实现
操作简单、原 纯度低、电能消耗 料少、适合现 场制备和投加、 大、装置要求高 易于实现工业
高铁酸盐在水溶液中的分解反应为： 4FeO42-+2OH-→4Fe3++10H2O+3O2↑
4FeO42-+10H2O→4Fe(OH)3↓+8OH-+3O2↑
影响溶液中高铁酸钾稳定性的因素较多，如高铁酸钾浓度、溶液的pH、
温度、存放条件、光照、高铁酸钾纯度、掺杂等，这也使得对高铁酸盐
在溶液中的稳定性研究变得较为复杂。
因此，高铁酸盐是一类新型、高效、绿色的多功能水处理剂。
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高铁酸盐
基本性质
高铁酸盐具有其他水处理剂无法比拟优势，但是其不稳定性极大的限制 了它广泛普及和应用。
高纯的高铁酸钾在常温和干燥空气中具有良好的稳定性。但在水溶液或 潮湿环境中很不稳定，极易分解，释放出氧气，并伴随有氢氧化铁沉淀 生成。在酸性条件下很快放出氧气，在中性或弱碱性溶液中也缓慢分解， 但随着溶液碱性的增强其分解速率变慢。
与KMnO4氧化能力受pH的影响较小不同，K2FeO4的氧化能力随pH升高逐渐 减弱，主要是因为FeO42-的共轭酸(HFeO4-和H2FeO4)氧化能力更强。但是 随着pH的升高，K2FeO4的稳定性增强，因此，K2FeO4的除污染特性是由它 的氧化能力和稳定性二者综合作用决定的。一般在中性pH下K2FeO4除污 染能力最强。相反，在低pH条件下，K2FeO4的自分解速度太快，强氧化 能力得不到发挥；而在高pH条件下，K2FeO4的氧化能力则太弱。换言之， HFeO4-的形态浓度和氧化能力在K2FeO4氧化过程中起着决定性的作用。
高铁酸盐
基本性质
高铁酸盐是铁的六价化合物，具有很强的氧化性，能有效杀灭水中 的微生物和藻类，氧化分解各种有机、无机污染物，且在应用过程 中不会产生三卤甲烷等“三致”性二次污染物。
它作为一种水处理剂兼具氧化、絮凝、杀菌消毒的作用，是环境友 好型的多功能广谱型水处理剂。
另外高铁酸盐对一些有机物的氧化具有选择性，人们利用这一特性 将其作为有机合成的选择性氧化剂。其氧化能力强于高锰酸盐、臭 氧和氯气。
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高铁酸盐
基本性质
其在酸、碱条件下的标准电极电势分别为： 酸性：E0FeO42-/Fe3+=2.120V 碱性：E0FeO42-/ Fe(OH)3=0.172V
因此，无论在酸性，还是碱性条件下高铁酸盐都具有极强的氧化性，可 以广泛用于水和废水的氧化、消毒、杀菌。
在适当酸度条件下，高铁酸盐被还原为无毒的、且具有絮凝、吸附、 共沉淀等多种协同功能的Fe(OH)3。
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高铁酸盐
制备方法
高铁酸盐制备方法可分为3类：熔融法、次氯酸盐氧化法和电化学氧化法。 （1）熔融法 采用碱金属的过氧化铁盐或铁的氧化物制得高铁酸钾。 其过程是： 将Na2O2、FeS2在密闭、干燥的环境中混合，加热到700℃，反应lh，得到 含Na2FeO4的粉末。然后用5mol/L 的NaOH 溶解，过滤，滤液中加入KOH 固 体饱和至析出高铁酸晶体。过滤、异丙醇洗涤、真空干燥得成品。 也可采用过氧化物氧化法，即在氧气流下，温度控制在340-370℃，锻烧 Fe2O3和K2O2的混合物直接制得高铁酸钾，这样反应过程简单、后处理简单、 产品纯度和收率较高。但反应为放热反应，温度升高快，容易引起爆炸， 目前采用较少。
在氢氧化钾溶液中直接反应，沉淀析出高铁酸。 次氯酸盐氧化法操作繁琐，但具有产率和浓度较高、生产成本低等优点，
因此，近年来被广泛采用。
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高铁酸盐
制备方法
（3）电解法 电解法制备高铁酸钾是通过电解以铁为阳极的碱性氢氧化物溶液来实现
的。该法操作简单，原材料消耗少，但对装置要求高，产品纯度低，电力消 耗大。
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高铁酸盐
制备方法
（2）次氯酸盐氧化法 次氯酸盐氧化法根据反应步骤又分为一步法和两步法。 两步法是首先将铁盐与次氯酸钠或氯气在浓的氢氧化钠溶液中反应生成
高铁酸钠，然后加入氢氧化钾溶液转化为溶解度较小的高铁酸钾晶体析出。 一步法是在两步法基础上的改进，它是以次氯酸钾或氯气和铁盐为原料，