高铁酸盐的制备及其Fe（Ⅵ）向Fe（Ⅳ）转化的研究

论文摘要

高铁酸盐是+6价铁的含氧酸盐,具有极强氧化性。高铁酸盐可用作有机合成的氧化剂,具有极高选择性;用作水处理剂,具有优异的净水去污,杀菌消毒,脱色除臭功能,且不会引起二次污染;用作电极材料制备“绿色”电池,具有高的放电容量和高的放电电压。但是由于高铁酸盐在制备过程中,其产率较低,因此未能大规模应用于实际。本论文在传统经典的次氯酸钠氧化法制备高铁酸盐的基础上,对实验过程作了有益的改进,优化了实验室制备高铁酸盐的条件,提高了高铁酸盐的产率。对高铁酸盐的实际应用有积极的意义。 首先,在次氯酸钠氧化法制备高铁酸盐的基础上,用二氧化碳激光器发出的10.6μm、10W红外激光照射反应体系,同无光照相比,反应速率明显加快,产物产率可平均提高20%-30%,最高浓度可达0.22mol/L;并对激光光照下,反应体系化学反应的基本原理进行了初步分析,并给出了与实验结果相符合的理论解释。 其次,氧化法通常是把Fe（Ⅲ）化合物直接投入高碱度次氯酸钠溶液反应制备高铁（Ⅵ）酸盐。本文则把三氯化铁制成六氟合铁（Ⅲ）酸钾投料制备高铁（Ⅵ）酸盐,使得产品产率明显提高、稳定性增强。经优化确定的工艺条件是:三氯化铁和氟化钾按摩尔比1:9投料制得固态六氟合铁（Ⅲ）酸钾,把该配合物加于次氯酸钠高碱度溶液,恒温45℃、反应90min,生成高铁（Ⅵ）酸盐溶液浓度可达0.2mol/L左右。 再次,高铁酸盐溶液高度不稳定性,人们通常认为高铁酸盐溶液在酸碱条件下均会自动分解生成Fe3+或Fe（OH）3。本工作采用可见光谱法跟踪含ClO-和不含ClO-、不同浓度的高铁（Ⅵ）酸盐碱性溶液,研究高铁酸盐的变化过程,发现Fe（Ⅵ）在主要转化成Fe（OH）3的同时,还有Fe（Ⅳ）绿色溶液生成,体系中[OH-]≥6mol/L是实现该反应的必要条件。ClO-的存在会使该转化趋缓,但可使产物浓度提高。而Fe（Ⅳ）在溶液中长期存在不会发生分解。从而为高铁酸盐在溶液中的分解反应提供了新的认识。 最后在对Fe（Ⅳ）溶液性质认识的基础上,探讨了Fe（Ⅳ）溶液的制备,确定了相关制备条件。

论文目录

• 郑重声明
• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1.高铁酸盐的性质
• 2.高铁酸盐的制备方法
• 3.高铁酸盐的测定方法
• 4.高铁酸盐的应用
• 第一章 激光辅助次氯酸钠氧化法制备高铁酸盐的研究
• 1.实验内容
• 2.结果与讨论
• 第二章 氟离子配位在氧化法制备高铁（Ⅵ）酸盐中的作用
• 1.实验内容
• 2.结果与讨论
• 第三章 溶液中Fe（Ⅵ）向Fe（Ⅳ）转化反应的光谱法跟踪
• 1.实验内容
• 2.结果与讨论
• 第四章 Fe（Ⅳ）溶液制备的研究
• 1.实验内容
• 2.结果与讨论
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间所发表或已寄出的文章