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高铁酸盐的合成及应用研究进展

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高铁酸盐的制备及其在水处理中的应用

高铁酸盐的制备及其在水处理中的应用
Ｐｏｔ ｔ ｓ 等用 Ｋ２ＦｅＯ４ 处理含镅和钚的废水， 在适 宜的 ｐＨ（１１． ５－ １２． ０） 时， 总的放射性从 ３． ０×１０６ ｐＣｉ ／ Ｌ 降低到了 ６×１０３ ｐＣｉ ／ Ｌ［１６］。Ｗｈｉ ｔ ｅ 和 Ｆｒ ａｎｋｌ ｉ ｎ 用铁 盐和高铁酸钠分别处理含 Ｍｎ 的染料废水， 发现高铁 酸钠用量较铁盐少时就能起到很好的脱色效果［１７］ 。 ３ 国内高铁酸盐制备与应用现状
第 ２９ 卷第 ４ 期 ２００６ 年 ０４ 月
河北化工
Ｖｏｌ ． ２９ Ｎｏ． ４ Ａｐｒ ． ２００６
高铁酸盐的制备及其在水处理中的应用
高鹏祥， 罗亚田 （ 武汉理工大学资源与环境工程学院， 湖北 武汉 ４３００７０）
［摘 要］高铁酸盐是一种集氧化、絮凝、杀菌等为一体的环境友好型多功能水处理剂。综述了国内外高铁酸盐在制备及水
美国环境保护机构选用高铁酸盐对结构稳定且 极易致癌的萘、三氯乙烯、硝基苯、１， ２－ 二氯苯进行 氧化絮凝试验处理， 研究结果表明， 高铁酸盐对萘、 三氯乙烯和硝基苯有很好的去除效果 ［１０］ 。 ２． ２ 杀菌消毒
高铁酸盐在用于水处理时与含氯的消毒剂相比 不会产生氯代烷烃、氯酚等有害副产物， 被认为是今 后可能取代氯的有效消毒剂。
高铁酸盐在氧化有机物和细菌时， Ｆｅ（ Ⅵ） 生成的 Ｆｅ （ Ⅲ） 或 ＦｅＣｌ ３ 能起到絮凝的作用。Ｇｒ ａｙ 在研究 Ｋ２ＦｅＯ４、ＦｅＳＯ４·７ Ｈ２Ｏ和 Ｆｅ（ ＮＯ３） ３ 的去浊效果时， 发现
第４期
高鹏祥 罗亚田： 高铁酸盐的制备及其在水处理中的应用
·９·
Ｋ２ＦｅＯ４ 的效果最佳， 且能在 １ ｍｉ ｎ 内使胶体脱稳， 其 他铁盐在混合 ３０ ｍｉ ｎ 以后才能见效。这就意味着高 铁酸盐能应用在水处理的过滤过程中。研究还证实 了 高 铁 酸 钾 在 １０－ １００ ｍｇ／ Ｌ 时 能 有 效 去 除 Ｆｅ２＋、 Ｆｅ３＋、Ｍｎ２＋、Ｃｕ２＋ 金属离子和 Ｐｂ２＋、Ｃｄ２＋、Ｃｒ ３＋、Ｈｇ２＋ 等有毒 的重金属离子， 但对 Ｃｒ ６＋ 和 Ｚｎ２＋ 没有明显的效果［１５］ 。

新型水处理剂——高铁酸盐

新型水处理剂——高铁酸盐

新型水处理剂——高铁酸盐作者：张新中来源：《化学教学》2007年第08期文章编号：1005－6629(2007)08－0076－03中图分类号：G632.479 文献标识码：B1702年，德国化学和物理学家Georg Stahl最先发现并报道了高铁酸盐，随后对高铁酸盐的研究一直没有中断过。

1897年在实验室中合成出高铁酸钾。

20世纪70年代以后，高铁酸盐被开发成一种非氯的新型高效饮水消毒剂和水处理剂，国内外均作过较多的报道。

用作水处理剂时，高铁酸盐有以下特点：①高铁酸盐（钠、钾）是六价铁盐，具有很强的氧化性，溶于水中能释放大量的原子氧，从而非常有效地杀灭水中的细菌和病毒，具有杀菌力高、快速的特点。

试验结果证明，若水源中细菌含量未超过20万一30万个／mL时，用浓度6mg／L的高铁酸钾处理30min，即可基本上将细菌杀死，水中残存的细菌含量小于100个／mL，达到饮用水质的标准。

②高铁酸盐自身被还原成新生态的Fe(OH)3，这是一种品质优良的无机絮凝剂，能高效地除去水中的微细悬浮物。

实验证明，由于其强烈的氧化和絮凝共同作用，高铁酸盐的消毒和除污效果，全面优于含氯消毒剂和高锰酸盐。

③高铁酸盐除了具有优异的氧化漂白、高效絮凝、优良的杀菌作用以外，它还可迅速有效地去除废水中的有机污染物、重金属离子以及使废水脱色、脱臭，还可以控制冷凝循环水中生物粘垢的形成。

高铁酸盐除臭主要是氧化掉诸如硫化氢(H2S)、甲硫醇(CH3SH)、甲基硫[(CH3)3S]、氨气(NH3)等恶臭物质，将其转化为安全无味的物质。

由于高铁酸盐在整个pH值范围都具有极强的氧化性，因而用于淤泥除臭处理是较为理想的方法。

④高铁酸盐在整个水的消毒和净化过程中，不会产生三氯甲烷等任何对人体有害的物质，不会引入有害生物体的二次污染。

⑤高铁酸盐适用的pH范围比含氯药剂宽，处理后的水无嗅无味，口感好，而且成本也低于其它净水剂。

因此，高铁酸盐是当今理想的多功能水处理剂，被科学家们公认为绿色消毒剂。

水处理剂高铁酸盐的改性研究

水处理剂高铁酸盐的改性研究
1复合高铁酸盐的制备笔者制备出的复合高铁酸盐溶液虽然没有纯的高铁酸钾晶体纯度高且保存期长但其不存在母液回收废液污染环境等问题符合进一步改性的要求且省去了以往的次氯酸盐氧化法中自制饱和次氯酸盐分离置换出纯高铁酸钾晶体和用大量有机溶剂使之析出等最为费时且消耗药品的3个步骤使得制备成本较次氯酸盐氧化法大大降低从而为高铁酸盐真正走入工业应用提供了新的思路
ｓ ｏ ｄ ｔ ｔｔ ｅ ｆ ｒａ ｅ — Ｂ — ｃ ｃｏｄ ｘｔｉ ｉ ｌ ｓｏ ｏ ｌｘ ｃ ｎ ｒｌ ａ ｅ ｔ ｅ ｆｒａ ｅ ｅｆｃ ｉｅｙ ａ ａｎ ａｎ ｔ ｉｈｅ ｅ ｈ ｗｅ ｈａ ｈ ｅｒ ｔ ｙ ｌ ｅ ｒｎ ｎｃｕ ｉｎ ｃ ｍｐ ｅ ａ ｅｅ ｓ ｈ ｅｒ ｔ ｆｅ ｔｖ ｌ ｎｄ ｍ ｉｔ ｉ ｈｅ ｈ ｇ ｒｒ — ｌ ａ ｅ ｔｍｅ ａ ａ ｅ ｇ ｏ ｔ ｉｉｙ， ｉ ｈ ｐ ｏ ｉ ｅ ｆ ｕ ｄａｉｎ ｆ ｒｆｒａ ｅ ｐ ａ ｔｃ ｌｙ ａ ｐｌｅ ｎ ｔｒｔｅ ｔ ｎ ． ｅ ｓ ｉ ｎｄ ｈ ｖ ｏ ｄ ｓａ ｌｔ ｗｈ ｃ ｒ ｖ ｄ ｏ ｎ ｔｏ ｏ ｅｒ ｔ ｒ ｃｉａ ｌ ｐ ｉ ｄ ｉ ｗａ ｅ ｒ ａｍｅ ｔ ｂ Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ：ｅｒ ｔ ｆｒａ ｅ； 一 ｃ ｃｏ ｅ ｔｉ ｉ ｌ ｓｏ ｏｍｐｅ ｍｏ ｆｃ ｔｏ ｙ ｌｄ ｘ ｒｎ；ｎｃｕ ｉｎ ｃ ｌｘ； ｄｉ ａｉｎ ｉ
ｏ ｅｒｔ ｅｏｅａ ｄ ａｔｒｉｃｕ ｅ ｙ卢 一ｃ ｃｏ ｅｔｉ ｅｅ ａ ａｙ ｅ ｈｏ ｇ ｈ ｓｃｌａ ｄｃ ｅ ｃ ｌｍｅｈ ｄ ． ｅｒｓ ｌ ｆｆｒ ｅｂ ｆｒ ｎ ｆｅ ｎ ｌｄ ｄｂ ａ ｙ ｌｄ ｘｒ ｗ ｒ ｎ ｌｚ ｄｔｒｕ ｈ ｐ ｙｉａ ｎ ｈ ｍｉａ ｔｏ ｓ Ｔ ｅｕｔ ｎ ｈ ｓ
ｐ ｅ ａ ａ ｉｎ ｃ ｎｄｔｏ ｓ ｗｅｅ ｄｅｅ ｍｉ ｄ ｔ ｏ ｇ ｒｈｏ ｏ ｌ ｘ ｅ ｍ ｅ ｎ ｈｅｓｏ — ｅ ｅ ｓ ｉｉｆ ｃｉｎ ｏ ｉｉｎ ｆｃ ｎ－ ｒ ｐ ｔｏ ｏ ｉｉｎ ｒ ｔ ｒ ｎｅ ｈｒ ｕ ｈ ｏ ｒ ｔ ｇ ｎａ ｅ ｐ ｒ ｎｔａ ｄ ｔ ｌ ｗ －ｒｌ ａ ｅ ｄｓｎ ｅ ｔ ｉ ｏ ｃ ｎｄｔｏ ｓ ｏ ｏ －

高铁酸盐

高铁酸盐

高铁酸盐在能源、环保等方面有着广泛的用途。

湿法、干法制备高铁酸盐的原理如下表所示。

（1）工业上用湿法制备高铁酸钾（K 2 FeO 4）的流程如下图所示：①反应I的化学方程式为。

②反应II的离子方程式为。

③加入饱和KOH溶液的目的是。

（2）高铁酸钾是一种理想的水处理剂，其处理水的原理为，__________。

（3）干法制备K 2 FeO 4的反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为。

（4）高铁电池是正在研制中的可充电干电池，上图为该电池和常用的高能碱性电池的放电曲线，由此可得出的高铁电池的优点有、。

（1）①2NaOH + C l 2＝NaCl + NaClO + H 2 O（2分）②3ClO－ + 10OH－ + 2Fe 3+＝2FeO 42－ + 3Cl－ + 5H 2 O（2分）③增大K + 浓度，促进K 2 FeO 4晶体析出（2分）（2）高铁酸钾有强氧化性，能杀菌消毒产生的Fe(OH) 3有吸附性，有絮凝作用（2分）（3）3∶1（2分）（4）放电时间长工作电压稳定（2分）下图是无机物A～M在一定条件下的转化关系（部分产物及反应条件未列出）。

其中，I是由第三周期元素组成的单质中熔点最高的金属，K是一种红棕色气体。

提示：4FeS＋11O 2高温,2Fe 2 O 3＋8SO 22请填写下列空白：（1）在周期表中，组成单质G的元素位于第________周期________族。

（2）在反应⑦中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。

（3）在②、③、⑥、⑨中既属于化合反应又属于非氧化还原反应的是________（填序号）。

（4）反应④的离子方程式是_____________________________________。

、KOH共熔，可制得一种“绿色”环保高效净水剂K 2 FeO 4（高铁（5）将化合物D与KNO3酸钾），同时还生成KNO和H 2 O。

该反应的化学方程式是________________________。

经典-高铁氧化技术进展ppt

经典-高铁氧化技术进展ppt

高铁酸盐水溶液极易分解及固态高铁酸盐制备 成本高，从ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ限制了它的实际应用。高铁酸盐 稳定性与溶液浓度、pH、温度、高铁酸盐纯度 和离子掺杂等因素有关。
鉴于高铁酸钾在水处理中的优越性，关于它与 其它技术联用的研究也得到了显著的进展，研 究表明，高铁酸钾与铝盐、臭氧、光催化等的 联用技术均能得到良好的处理效果。特别是高 铁酸钾－光催化具有明显的协同作用，可以有 效提高光催化效率及污染物去除率。
以外，其余几种高铁酸盐均不稳定，干燥环境中放 置时均会发生分解，他们认为其原因是高铁酸盐的 热稳定性和阳离子对高铁酸根的极化作用有很大的 关系，极化作用越强，高铁酸盐的热稳定性越差。
高铁酸盐通常是指铁的6价化合物[Fe(VI)]，其化学 式 为 MFeO4(M 代 表 碱 金 属 或 碱 土 金 属 ) ， 主 要 有 K2FeO4 、 Na2FeO4 ， 还 有 Li2FeO4 、 Ag2FeO4 、 CaFeO4、MgFeO4、BaFeO4、ZnFeO4等。
高铁酸盐(K2FeO4)是20世纪70年代以来研发的新型 多功能绿色水处理剂。具有杀菌、消毒、氧化、絮 凝、助凝、吸附、脱色等多种功能。高铁酸钾消毒 后的水无嗅、无味、口感好，有望成为新一代绿色 的饮用水处理剂。
1．高铁酸钾的物理性质
高铁酸钾(K2FeO4)，相对分子质量为198，熔点为 198℃。高铁酸钾是铁的正六价化合物，是一种紫黑 色的晶体粉末，水溶液呈紫红色。干燥的高铁酸钾 在常温下很稳定，198℃以上则开始分解。但含水的 高铁酸钾在80℃时，迅速分解为Fe(OH)3。FeO42-是 构成高铁酸钾晶胞的基本结构单元，高铁酸钾晶体 中FeO42-呈畸变扭曲的四面体结构，4个FeO键，为 共价性。每个晶胞中含有4个K2FeO4分子。K2FeO4 属于正交晶系，与K2SO4、K2CrO4和K2MnO4为异 质同晶。

电化学法制备高铁酸盐应用与研究

电化学法制备高铁酸盐应用与研究

以纯铁和铸铁为阳极研 究对高铁酸盐合成的影响。以纯铁 为阳极 ， 在 ３ ０ ℃下 ， 电流 密度 为 ２ ０ Ａ ］ ｍ ２ ， 浓度 能达到 ６ ０ ％。
Ｆ ｅ （ Ⅲ） — ÷ Ｆ ｅ （ Ｖ） ＋ ２ ｅ 一 （ ９ ） 以铸 铁 为 阳极 ， 在２ ０ ℃下 ， 电流 密 度 为 ８ ０ Ａ ｉ ｍ２ ， 最 高浓 度 为 Ｆ ｅ （ Ｖ） — ＋ Ｆ ｅ （ Ⅵ） ＋ ｅ 一 （ １ ０） ５ ％。结 果 发现 电解 的 温度 将 直 接 影 响到 电流 效 率 。 图 ２ 制 备高铁 酸 盐过 程 ５ 据报 道 ， 高 铁 酸 盐 的 合 成 跟 Ｈ ｅ等 研 究 了在 不 同 Ｎ ａ Ｏ Ｈ 浓 度 下 ， 电流 密 度 对 合 成 中， 中间层 Ｆ ｅ （ Ⅲ） 的形 成 阳极 的 组 成 、 电流 密 度 和 电解 质 高铁酸盐浓度 的影响。在 ３ ５ ℃下进行 电解 ， 阳极表 面积 为 的种 类 和 浓 度 有 极 大 的 关 系 。 ８ ５ ． ４ ｃ ｍ ２ ， 电解 液 体 积 为 １ ７ ０ ｍ ｌ ， 结 果 发 现 在 电解 液 浓 度 为 ３ ． ２ 阳极 的 影 响 电极 一 般 可 以从 下 面 两 个 标 准 进 行 １ ６ ． ３ ２ Ｍ 时， 高铁酸盐浓度 能达到 ７ ０ ％。 选择 ， 第一 ： 铁 和 碳 的含 量 。 第二 ： 电极 是 否具 有 多 孔 性 。 这 ４ 建议 两 方面 是 阳极 的选 择 中最 主要 的。 不 管 是 纯铁 或 者 铸 铁 ， 通过综述 电解法制备高铁 ，主要有下面几条建议 ： ① 含 铁 量 应 当达 到 ９ ０ ％～ １ Ｏ ０ ％， 并 且 可 以从 下 面 组 合 进 行 选 在 最优化 的条件下 ， 为 了获 得 高 产 量 的 高 铁 ， 要 使 用 经 济 择： 按 不 同 的 比例 将 铁 ， 铸铁 ， 可锻铸 铁 ， 球墨 铸铁 ， 碳钢， 的 阳极材 料 ， 如铸铁 、 阳极棒 等 。②研 究 多种 电解液 的组 不锈 钢 等进 行 组 合 。 为 了 取得 最 大 的表 面 积 ， 一 般 选 取 铁 合， 如 氢氧化 钠、 氢 氧化钾、 二者联用 等 ， 以获得 高产量 的 丝 网、 钢丝 网、 编织金属布。 高铁。 ③ 研究不同含碳 量对高铁制备 的影响。 ④ 通过 比较 ３ ． ２ ． １阳极 的组 成 据研 究 ，电化学制 备高铁酸 盐 的 磁铁、 纯铁、 铸铁 等研 究阳极 空隙率 的影 响。 ⑤确定最 佳的 浓 度 随 着 阳极 碳含 量 的增 加 而 增 加 。 Ｂ ｏ ｕ ｚ ｅ ｋ等 电解 制 备

电化学法制备高铁酸盐应用与研究

电化学法制备高铁酸盐应用与研究摘要：高铁酸盐是集消毒、氧化、絮凝、吸附等为一体的高效多功能环保型水处理药剂，广泛应用于水处理中，具有广阔的应用前景。

然而，制备成本高、稳定性差等因素制约了高铁酸盐的大量使用。

本文综述了高铁酸盐的电化学制备方法，探讨了各种影响因素对高铁酸盐合成效率的影响，提出了高铁酸盐制备过程中的一些建议，总结了高铁酸盐的现场制备的研究进展。

abstract： ferrate is one of the water treatment chemicals with characters of disinfection， oxidation， flocculation and adsorption which is widely used in water treatment and has broad application prospects. however， the high cost of preparation and poor stability restricted the large use of ferrate. this paper summarized the electrochemical preparation methods of ferrate， discussed the various influential factors on the synthesis efficiency of ferrate，proposed some of the recommendations during the preparation of ferrate and summarized the ferrate progress in the preparation.关键词：高铁酸盐；电化学法；水和废水处理key words： ferrate；electrochemical method；water and wastewater treatment中图分类号：o646 文献标识码：a 文章编号：1006-4311（2013）22-0320-020 引言高铁酸盐是一种氧化性非常强的氧化剂，在水处理、有机合成和超铁电池等方面具有重要的潜在应用价值，以其独特的环境友好性受到人们越来越多的关注。

工业上高铁酸盐的制备方程式

工业上高铁酸盐的制备方程式
高铁酸盐是一种重要的化学物质，它在工业上有着广泛的应用。

它的制备方程式是：
Fe2O3 + 3H2SO4 → 2Fe2(SO4)3 + 3H2O。

高铁酸盐是一种重要的化学物质，它是由二价铁氧化物和三价硫酸盐组成的复合物，其分子式为Fe2(SO4)3。

它在工业上有着广泛的应用，如用于制造染料、涂料、纸张、玻璃、陶瓷、橡胶、塑料等。

高铁酸盐的制备方程式是：Fe2O3 + 3H2SO4 → 2Fe2(SO4)3 + 3H2O。

在这个反应中，二价铁氧化物和三价硫酸盐发生反应，生成了高铁酸盐和水。

高铁酸盐的制备过程主要包括以下几个步骤：
1.首先，将二价铁氧化物和三价硫酸盐混合在一起，搅拌均匀，使其完全混合。

2.然后，将混合物加入反应釜中，加热至反应温度，使其发生反应。

3.最后，将反应液冷却，过滤，收集沉淀，即可得到高铁酸盐。

高铁酸盐的制备过程需要控制反应温度，以保证反应的顺利进行。

反应温度一般在150-200℃之间，过高或过低都会影响反应的效率。

此外，反应时间也需要控制，一般在1-2小时之内。

高铁酸盐的制备过程中，还需要注意安全措施。

由于反应温度较高，因此应当采取必要的防护措施，以防止反应过程中发生意外。

高铁酸盐的制备方程式是Fe2O3 + 3H2SO4 → 2Fe2(SO4)3 + 3H2O，它在工业上有着广泛的应用。

它的制备过程需要控制反应温度和反应时间，并采取必要的安全措施，以确保反应的顺利进行。

绿色多功能无机材料高铁酸盐的应用

维普资讯
无 机 盐 工 业
６
Ｉ Ｎ０ＲＧＡＮＩ Ｃ ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＬ ＮＤＵＳ ＳＩ ＴＲＹ
第３ ８卷 第 ７期
２０ ０ ６年 ７ 月
绿 色 多功 能 无 机材 料 高铁 酸 盐 的应 用
柳 艳修 。 宋 华。 李 锋
（ 大庆石油学 院 ， 黑龙江大庆 １３ １ ） ６３ ８
子 中的氧原子进行交换 。高铁酸钾具有极强 的氧化 性， 在酸性和碱性溶液 中，ｅ Ⅵ） ｅ Ⅲ） Ｆ （ ／Ｆ （ 的标准 电极 电位分别 为 ２ ２ 和 ０ ７ 以高 铁 酸钾 为 ．０Ｖ ．２Ｖ。 原料经化学反应可以生成其他高铁酸盐 ， 在环境保
护 、 机 合 成 、 学 电 源 等 领 域 具 有 广 泛 的 应 用 有 化
具有 杀 菌效果 好 、 量少 、 用 作用快 、 全性好 、 安 使用 方 便等 优点 。
１ 饮 用水 消毒 ）
与氯系氧化剂相 比， 高铁酸钾是一安全性更高
的水 处理 剂 ， 用 于饮 用 水 消 毒不 会 产 生 有 害 的金 它 属离 子及 三氯 甲烷 、 氯代 酚衍 生物等 。研 究证 明 ， 高 铁 酸钾不 仅能 去 除一 些致 癌化 学 污 染 物 ， 而且 在 饮 用水 源处 理过 程 中 ， 身 不 产 生任 何 诱 变 致 癌 的产 本 物， 具有 高度 的安全 性 。 ２ 去 除水 中腐殖 质 ）
摘
要： 高铁酸盐是绿色 、 无污染化 学试 剂 ， 有强 氧化性 和高选 择性 ， 环保 角度 出发 ， 用途水处理 、 机物氧化合成 及高铁 电池材料领 域的研究进 展。随着对高铁 酸盐研究 的不断深 有 入， 以高铁酸钾为代表的高铁酸盐的应用领域将 更为广阔。 关键词 ： 高铁酸盐 ； 水处理 ； 有机合成 ； 高铁 电池

高铁酸盐合成工艺路线

工业高铁酸盐生产工艺流程路线1、绿矾的氧化称取8.6克FeSO4·7H2O晶体，在30ml的蒸馏水中溶解，用玻璃棒搅拌，溶液显淡绿色。

待完全溶解后，往溶液中加几滴浓硫酸，调pH值为2（此pH值下，H2O2的氧化性最好）。

取3 ml H2O2，加入到此溶液中，剧烈反应, 溶液马上由淡绿色转变为红棕色。

Fe（Ⅱ）氧化为Fe（Ⅲ）。

2、合成高铁酸钠（Na2FeO4）称取10克左右NaOH，溶于15 ml水中。

然后把此NaOH溶液加入到30ml NaC1O溶液中，恒温半小时。

过滤，滤出析出NaC1晶体。

把此NaC1O碱性溶液放于电热恒温水浴锅中，温度控制在25℃，用电力搅拌器搅拌，往溶液中逐次少量加入被氧化成的Fe2（SO4）3溶液。

反应如下：2NaC1O+Fe3++4OH-=Na2FeO4 +2NaC1+2H2O3NaClO+Fe2(SO4)3+10NaOH====2Na2FeO4+3NaCl+3Na2SO4+5H2O氧化反应开始后，进行的很快，溶液先转化为棕色，继而转化为深紫色或紫黑色。

待Fe2（SO4）3溶液已全部加入到NaC1O溶液中后，往上述反应液中加人固体NaOH至饱和，增加溶液的碱度。

Na2FeO4在强碱性环境中，溶解度增加。

反应一段时间后，溶液呈深紫红色，即为生成的Na2FeO4溶液。

3、除盐搅拌1.5h后，把上述反应液取出，离心10min。

此时，反应液分层，上层为深紫色溶液，下层为红棕色沉淀。

把上层液倒入砂芯漏斗中，用真空泵抽滤。

取滤液，即为较纯净的Na2FeO4溶液。

4、合成K2FeO4将50ml饱和KOH溶液加入到滤液中，保持溶液25℃，并不停搅拌，5min后，可见烧杯壁有黑色沉淀物生成，15min后，溶液静置。

30min后，抽滤，滤渣为K2FeO4，滤液为Na2FeO4溶液。

5、后处理后处理包括重结晶、有机物洗涤纯化、真空干燥。

a.重结晶滤渣用30ml的3mol/LKOH 溶液分4～6次处理，每次用量5ml，使其溶解。

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次氯酸盐氧化法合成高铁酸盐的特点是：提纯
后的高铁酸盐的产率、纯度相对较高，但该工艺的
步骤复杂，制备成本高，且多数的合成过程中都涉
及到 Cl2，对工作者及环境产生的不利因素是不可避 免的。
1.3 电解法
电解法是在浓碱溶液中牺牲阳极，氧化单质 Fe
产生 FeO42-，其电极反应为： 阳极：
Fe+OH-
-e →
电解法的优点是反应容易控制，原料消耗少， 对环境无污染等，然而它最主要的缺点是电流效率 低、提纯复杂，同时，电极会发生自身钝化现象，再 加上高铁酸盐的强氧化性使它自身发生分解等问 题，令电解法合成高铁酸盐还不能达到工业化生产 的要求。
比较上述 3 种方法，用次氯酸盐氧化法合成高 铁 酸 盐 的 产 率 、纯 度 较 高 ，所 需 设 备 简 单 ，易 于 操 作，工艺更成熟，已实现工业化生产，但是仍存在设 备腐蚀问题。
Key words：ferrate; super-iron battery; selective oxidant; water treatment reagent
1999 年以色列科学家 Licht 等[1 ]首次报道了他 们的研究成果：用高铁酸盐代替 MnO2 作为正极材 料，由于高铁酸盐有较高的比容量，其放电产物是 对环境无污染的 Fe(OH)3 具有一定絮凝作用，而且铁 资源丰富、价廉、易得，同时，高铁电池中不含 Hg、 Cd 等重金属化合物，这些优势使高铁酸盐有望成为 新一代“绿色超铁”电池研究的热点。另外，高铁酸 盐中 Fe（Ⅵ）有很强的氧化性、选择性，最终分解产
铁粉来代替铁片或铁棒，选用的是比表面积较大的
铁丝网，均可获得较高的电流效率，而杨长春[ 10 ]选
用的同样是铁丝网，不同的是反应发生在三电极室
电解槽中，所制得的 K2FeO4 产率仍可达到 95%，在 他的发明专利中又介绍了一种电化学合成 K2FeO4 的工艺，制得 K2FeO4 的纯度可达 90%～95%，累积 电流效率最高为 45.4%。
Abstract：Due to a series of advantages such as stability as salt, strong oxidizing power, high capability, a
non-toxic by-products and selective reactivity, ferrate was used in living and production extensively. In this paper,
Sum 169 No.10
化学工程师 Chemical Engineer
2009 年第 10 期
文章编号：1002-1124（2009）10-0027-04
综
高铁酸盐的合成及应用研究进展 *
述
董艳萍，马松艳，田喜强，赵东江，迟云超，关海宁
（绥化学院 化学与制药工程系，黑龙江 绥化 152061）
摘 要：高铁酸盐具有固体盐稳定、氧化还原电位高、比容量高、放电产物对环境无污染和选择性氧化好
DONG Yan-ping，MA Song-yan，TIAN Xi-qiang，ZHAO Dong-jiang，CHI Yun-chao，GUAN Hai-ning
(Department of Chemistry and Pharmaceutical Engineering, Suihua College, Suihua 152061, China)
阳极表面易被氧化、电解液的浓度、电解液的种类
以及电源等。针对这些问题，Bouzek 等[8]对电极表面
进行多方面处理Biblioteka 将交流电叠加到直流电上，研究了用 NaOH、KOH、LiOH 及其混合溶液作为电解质，
制备出高铁酸盐，而且提高了高铁酸盐的电流效率。
对于阳极单质铁的选择上，De Koninck 等人[ 9 ]选用
物为无毒无害的 Fe（III），它作为一种水处理剂具有 氧化、絮凝、杀菌消毒的作用，因而可被广泛地应用 于代替高氯酸盐净化水，是环境友好型的多功能水 处理剂[2 ]，同时其强的氧化性及选择性又可作为某 些有机合成的氧化剂。为达到绿色、环保目的，实现 可持续发展，高铁酸盐的合成及应用引起了人们越 来越多的重视。
1 高铁酸盐的合成方法
目前，国内外报道高铁酸盐的合成方法有：过 氧化物加热法 （干法或熔融法）、次氯酸盐氧化法 （湿法或化学法）、电解法。
1.1 过氧化物加热法
过氧化物加热法（干法或熔融法），是指通过具
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多种元素，且易于推广应用，因此，对海水水样中重 金属的测定具有一定的实践意义。
Hives[15 ]等人研究了 Fe2O3 的 NaOH- KOH 混合 熔融碱体系中电合成高铁酸盐的行为。结果表明， 以铂为惰性阳极在循环伏安曲线上可以将 Fe(VI)析 出峰与氧气析出峰分开，但是该法的工艺研究深度 有限，而且其产品是高铁酸盐与碱的混合物，无法 分离，所以高铁酸盐产率较低，纯度较差。
［4］ 崔俊峰，景丽洁，刘焕萍，周永峰.阳极溶出伏安法测定大气气 溶胶中的铅［J］.河南化工，2006，23（12）：42- 47.
［5］ 李桂华.阳极溶出伏安法连续测定土壤中的铅、镉和铜［J］.仪器 仪表与分析监测，2004，（2）：30- 31.
［6］ 刘保启，王玉春，胡孝忠，张玉华.同时测定癌症病人血液中锌 镉铅铜的微分脉冲阳极溶出伏安法［J］.分析测试学报，2003，22 （3）：84- 86.
人[7 ]首次完成了由 K2FeO4 到Ag2FeO4 的合成，同时 发现 Ag2FeO4 稳定性弱于 K2FeO4，在 0 ℃时，Ag2FeO4 的纯度由 87%降到 83%，一周之后，在 25℃时，纯度
又降到 73%，这可能是由于产物中杂质 Fe(III)的含
量较高，与 Fe(VI)发生了氧化还原反应。
目前，实验室合成高铁酸盐常用的方法是，将 Cl2 通入一个较低温度的 NaOH 溶液中，生成的浓的 NaClO 在强碱溶液中氧化 Fe（III）到 Fe（VI），再向 Fe（VI）的 溶 液 中 加 入 过 量 的 KOH，可 析 出 粗 品 K2FeO4，接着用 3 M 的 KOH 重结晶就可得到纯度 大于 90%的 K2FeO4[6]。其反应式为：
[FexO·y nH2O]
-e →
FeO42- +H2O+6e
Fe3++OH-
-e →
[FexO·y nH2O]
-e →
FeO42-
+3e
阴极：
2H2O → H2↑+2OH-- 2e 总反应：
Fe+2OH- +2H2O → FeO42-+3H2↑ 2Fe3++10 OH- → FeO42-+2H2O+3H2↑ 在电解过程中，导致电流效率降低的原因有：
林智虹等[11 ]以饱和 NaOH/Ba(OH)2 溶液为电解 液，以 Nafion117 阳离子交换膜为隔膜，在惰性气体
保护下电化学法制备出了 BaFeO4，并研究了电解时 间对电流效率的影响，及碱度、温度对产率的影响。
何伟春等[ 12 ]首次提出了在浓的 NaOH 溶液中电合
成 0.83 mol·L-1 Na2FeO4 溶液，合成了高纯度固态 K3Na(FeO4)2，得出在浓 NaOH 溶液中 K3Na(FeO4)2 的 溶解度与 K2FeO4 基本一致，但热稳定性 要 低 于
参考文献 ［1］ 朱鸣鹤，丁永生，郑道昌，等.二阶微分阳极溶出伏安法测定纯
水中痕量常见重金属［J］.大连海事大学学报,2005,31(1):66- 68. ［2］ 李欣，易军鹏，殷勇，刘云宏.阳极溶出伏安法同时测定芦荟中
锌、铁和锰［J］.食品与药品，2005，7（6A）：56- 59.
［3］ 李在田.阳极溶伏安法连续测定底泥中的总镉和总铅［J］.新疆 环境保护，2006，28（2）：23- 35.
2 高铁酸盐的应用
2.1 高铁酸盐作为“超铁电池”
2009 年第 10 期
董艳萍等：高铁酸盐的合成及应用研究进展 *
29
K2FeO4。郑璐等[ 13 ]利用含铁材料为阳极，铜为阴极， NaOH 溶液为电解液，于隔膜电解槽中电解 制 备 Na2FeO4，对 Na2FeO4 浓度和电流效率的变化作出了 解释。尚宏利、田志锋[14 ]采用一种新的铁电极材料 制备 K2FeO4，探讨了电解材料、电流密度、电解时间 对电流效率的影响，得出最佳工艺条件。
the new development of ferrate was discussed including three synthesis methods, multifunctional water treatment
chemical reagent, selective oxidant and green battery. The prospect of its application is also predicted.
等一系列优点，在生活及生产中得到了广泛的应用。本文评述了高铁酸盐的 3 种合成方法，以及作为多功能
水处理剂、选择性氧化剂和绿色环保电池的电极材料应用的新进展，并对其应用前景进行了展望。
关键词：高铁酸盐；超铁电池；选择性氧化剂；水处理剂
中图分类号：TQ085；TQ138.1
文献标识码：A
Research progress on synthesis and application of ferrate*
28
董艳萍等：高铁酸盐的合成及应用研究进展 *
2009 年第 10 期
有氧化性或高温下可分解成具有氧化性物质的化 合物，如（KNO3、Na2O2、K2O2 等）与含铁化合物或铁 单质，在苛性碱存在条件下，发生高温固相（或熔融 相）反应，合成高铁酸盐的方法。李志远[ 3 ]等人在 BaO2/FeSO4 和 Na2O2/ FeSO4 反应体系下也制备了高铁 酸钠，并通过溶解结晶的方法制备出了固体K2FeO4。