電解制備高鐵酸鉀及其降解污染物的研究.pdf

1、傳統(tǒng)水處理劑在水處理過(guò)程中易形成二次污染，因此在人們對(duì)水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求越來(lái)越高的時(shí)代，傳統(tǒng)水處理劑已無(wú)法滿足人們的要求。高鐵酸鉀是一種新型、高效、安全、多功能的水處理劑，可彌補(bǔ)傳統(tǒng)水處理劑的不足。本文研究了固體高鐵酸鉀的電解制備工藝，對(duì)固體高鐵酸鉀降解溶液中苯酚、甲醛、氨氮和氣態(tài)甲醛的規(guī)律進(jìn)行了探討。采用隔膜式電解槽，純KOH溶液做電解液，含鐵電極為陽(yáng)極，泡沫鎳為陰極，經(jīng)電解可直接從陽(yáng)極液中分離出純度大于90wt％的固體高鐵酸鉀。生產(chǎn)過(guò)程中

2、不產(chǎn)生任何污染環(huán)境的副產(chǎn)物，電解液也可循環(huán)使用，生產(chǎn)工藝比較簡(jiǎn)單，成本較低，電流效率較高。利用所制得的高鐵酸鉀在不同投加量、不同pH值和不同時(shí)間等條件下對(duì)不同濃度的苯酚、甲醛、氨氮溶液以及甲醛氣體進(jìn)行降解實(shí)驗(yàn)，利用分光光度法進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明高鐵酸鉀對(duì)這幾種物質(zhì)具有良好的降解效果。主要結(jié)論如下： (1)對(duì)電解槽槽體進(jìn)行改造，采用水循環(huán)冷凝方式消除電解過(guò)程中的陰極堿霧。保證陽(yáng)極液能夠循環(huán)使用的關(guān)鍵是除去其中的低價(jià)鐵雜質(zhì)。電解結(jié)束后

3、，陽(yáng)極液中的固體K<,2>FeO<,4>應(yīng)立即過(guò)濾或離心分離出來(lái)，并及時(shí)脫水脫堿方能穩(wěn)定存在。用甲醇脫堿效果最好，但考慮到甲醇的毒性，最好選用乙醇做脫堿溶劑。從陽(yáng)極液中分離出的固態(tài)電解產(chǎn)物，只經(jīng)脫水、脫堿處理，不經(jīng)任何純化處理，K<,2>FeO<,4>的含量不少于90wt％，將所制產(chǎn)品利用重結(jié)晶進(jìn)行提純，可得純度為97.6％的K<,2>FeO<,4>晶體。 (2)高鐵酸鉀的投加量是對(duì)這三種物質(zhì)降解的關(guān)鍵因素，適當(dāng)?shù)脑黾痈哞F酸鉀的

4、投加量能夠有效的提高降解率。對(duì)于苯酚，隨著高鐵酸鉀加入量的增加，苯酚降解率呈逐漸增加趨勢(shì)。當(dāng)高鐵酸鉀與苯酚摩爾比達(dá)到10時(shí)，初始濃度分別為20、50、100、200mg/L的苯酚溶液降解率分別為94.8、90.7、94.2、92.9％。對(duì)于甲醛，加入少量的高鐵酸鉀即能產(chǎn)生很好的降解效果，當(dāng)摩爾比為3時(shí)，不同濃度的甲醛溶液的降解率均能達(dá)到75％以上。對(duì)于低濃度氨氮溶液(10mg/L)，高鐵酸鉀的加入量對(duì)降解率沒(méi)有太大的影響；對(duì)于高濃度氨氮

5、，降解率隨高鐵酸鉀加入量的增加而增加，當(dāng)摩爾比大于2時(shí)，氨氮降解率趨于穩(wěn)定。 (3)pH也是高鐵酸鉀降解苯酚、甲醛和氨氮的重要因素之一。對(duì)于20、50mg/L的苯酚溶液，最佳降解pH=6，而對(duì)于100 mg/L的苯酚溶液，這一pH為5。降解20 mg/L的甲醛溶液最佳pH=7，對(duì)于50、100 mg/L的甲醛溶液最佳降解pH為5。對(duì)于低濃度氨氮溶液(10mg/L)，pH的改變對(duì)降解率沒(méi)有太大影響；對(duì)于高濃度氨氮溶液，降解率隨pH