铁电池高铁酸盐的制备方法
铁电池高铁酸盐的制备方法
高铁酸盐是一种由六价铁酸根与金属离子组成的盐类,其通式为mx feo4. 高铁酸盐的放电产物为fe (oh) 3 和水合氧化铁,对环境无污染并能起到凝絮作用,保护环境. 原料铁资源丰富,价格低廉,故可称其为新型“高能绿色环保”电池。
高铁酸盐的制备方法
高铁酸盐的制备方法主要分为化学法和电化学法两种。化学法又可分为次氯酸盐氧化法、过氧化物氧化法。电解法主要是利用电化学方法合成。
１、次氯酸盐氧化法
该方法是使用铁盐在碱性溶液中生成氢氧化铁,再用次氯酸钠将fe3 +氧化成高铁酸钠,除去沉淀,加入过量的氢氧化钾,再经分离、洗涤纯化、干燥即可得到所需产品。
fe3 + + 3oh- = fe (oh) 3
2 fe (oh) 3 + 3clo- + 4oh- =2 feo42- + 3cl- + 5h2o
feo42- + 2k+ = k2 feo4
该法以次氯酸盐为氧化剂,容易产生有毒的氯气,而且工艺条件需严格控制,程序繁琐,无法实现工业化生产。
2、过氧化物氧化法
该方法又称为熔融法,是将碱金属的过氧化物与铁、铁盐或氧化铁混合在500～1 000 ℃中熔融,反应生成高铁酸盐。
fe + 3na2o2 =na2 feo4 + 2na2o
na2 feo4 + 2koh = k2 feo4 + 2naoh
该法反应温度较高,成本较大,干燥环境不易控制。
3、电解氧化法
该方法是铁阳极在浓碱溶液中电解发生氧化反应生成高铁酸盐, 再加入koh 使之转化为k2 feo4 沉淀下来。
阳极反应: fe + 8oh- = feo42- + 4h2o + 6e
阴极反应: 2h2o + 2e =h2 + 2oh-
总反应: fe + 2oh- + 2h2o = 2feo42 - + 3h2
feo42 - + 2k+ = k2 feo4
该法反应过程容易控制,不需要任何化学氧化剂,是一种绿色无污染的方法. 但是对电解槽和隔膜的材质要求较高,金属铁在阳极易钝化,高铁酸钠的不稳定,以及电流密度、电解温度、电解时间等因素都会影响电流效率。
为了改进制备方法工业自动化网，最近一些专家提出一种电解-电渗方法制备高铁酸钾。电解电渗法制备k2 feo4 , 以14 mol/l 的naoh为电解液,白口铸铁在阳极室被电解生成na2 feo4 , fe + 2oh- + 2h2o = feo42 - + 3h2. 然后在外加直流电场作用下,利用多孔陶瓷膜的电渗性能,使生成的na2 feo4 溶液浓缩,并进一步与koh反应得到k2 feo4。
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高铁酸盐的制备方法
高铁酸盐的制备方法主要分为化学法和电化学法两种。化学法又可分为次氯酸盐氧化法、过氧化物氧化法。电解法主要是利用电化学方法合成。
１、次氯酸盐氧化法
该方法是使用铁盐在碱性溶液中生成氢氧化铁,再用次氯酸钠将fe3 +氧化成高铁酸钠,除去沉淀,加入过量的氢氧化钾,再经分离、洗涤纯化、干燥即可得到所需产品。
fe3 + + 3oh- = fe (oh) 3
2 fe (oh) 3 + 3clo- + 4oh- =2 feo42- + 3cl- + 5h2o
feo42- + 2k+ = k2 feo4
该法以次氯酸盐为氧化剂,容易产生有毒的氯气,而且工艺条件需严格控制,程序繁琐,无法实现工业化生产。
2、过氧化物氧化法
该方法又称为熔融法,是将碱金属的过氧化物与铁、铁盐或氧化铁混合在500～1 000 ℃中熔融,反应生成高铁酸盐。
fe + 3na2o2 =na2 feo4 + 2na2o
na2 feo4 + 2koh = k2 feo4 + 2naoh
该法反应温度较高,成本较大,干燥环境不易控制。
3、电解氧化法
该方法是铁阳极在浓碱溶液中电解发生氧化反应生成高铁酸盐, 再加入koh 使之转化为k2 feo4 沉淀下来。
阳极反应: fe + 8oh- = feo42- + 4h2o + 6e
阴极反应: 2h2o + 2e =h2 + 2oh-
总反应: fe + 2oh- + 2h2o = 2feo42 - + 3h2
feo42 - + 2k+ = k2 feo4
该法反应过程容易控制,不需要任何化学氧化剂,是一种绿色无污染的方法. 但是对电解槽和隔膜的材质要求较高,金属铁在阳极易钝化,高铁酸钠的不稳定,以及电流密度、电解温度、电解时间等因素都会影响电流效率。
为了改进制备方法工业自动化网，最近一些专家提出一种电解-电渗方法制备高铁酸钾。电解电渗法制备k2 feo4 , 以14 mol/l 的naoh为电解液,白口铸铁在阳极室被电解生成na2 feo4 , fe + 2oh- + 2h2o = feo42 - + 3h2. 然后在外加直流电场作用下,利用多孔陶瓷膜的电渗性能,使生成的na2 feo4 溶液浓缩,并进一步与koh反应得到k2 feo4。
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