鐵電池高鐵酸鹽的制備辦法

鐵電池高鐵酸鹽的制備辦法

高鐵酸鹽是一種由六價鐵酸根與金屬離子組成的鹽類,其通式為MxFeO4.高鐵酸鹽的放電產物為Fe(OH)3和水合氧化鐵,對環境無污染并能起到凝絮作用,保護環境.原料鐵資源豐富,價格低廉,故可稱其為新型“高能綠色環保”電池。

高鐵酸鹽的制備辦法

高鐵酸鹽的制備辦法主要分為化學法和電化學法兩種。化學法又可分為次氯酸鹽氧化法、過氧化物氧化法。電解法主要是利用電化學辦法合成。

１、次氯酸鹽氧化法

該辦法是使用鐵鹽在堿性溶液中生成氫氧化鐵,再用次氯酸鈉將Fe3+氧化成高鐵酸鈉,除去沉淀,加入過量的氫氧化鉀,再經分離、洗滌純化、干燥即可得到所需產品。

Fe3++3OH-=Fe(OH)3

2Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2FeO42-+3Cl-+5H2O

FeO42-+2K+=K2FeO4

該法以次氯酸鹽為氧化劑,容易萌生有毒的氯氣,而且工藝條件需嚴格控制,程序繁瑣,無法實現工業化加工。

2、過氧化物氧化法

該辦法又稱為熔融法,是將堿金屬的過氧化物與鐵、鐵鹽或氧化鐵混合在500～1000℃中熔融,反應生成高鐵酸鹽。

Fe+3Na2O2=Na2FeO4+2Na2O

Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+2NaOH

該法反應溫度較高,成本較大,干燥環境不易控制。

3、電解氧化法

該辦法是鐵陽極在濃堿溶液中電解發生氧化反應生成高鐵酸鹽,再加入KOH使之轉化為K2FeO4沉淀下來。

陽極反應:Fe+8OH-=FeO42-+4H2O+6e

陰極反應:2H2O+2e=H2+2OH-

總反應:Fe+2OH-+2H2O=2FeO42-+3H2

FeO42-+2K+=K2FeO4

該法反應過程容易控制,不需要任何化學氧化劑,是一種綠色無污染的辦法.但是對電解槽和隔膜的材質要求較高,金屬鐵在陽極易鈍化,高鐵酸鈉的不穩定,以及電流密度、電解溫度、電解時間等因素都會影響電流效率。

為了改進制備辦法工業自動化網，最近一些專家提出一種電解-電滲辦法制備高鐵酸鉀。電解電滲法制備K2FeO4,以14mol/L的NaOH為電解液,白口鑄鐵在陽極室被電解生成Na2FeO4,Fe+2OH-+2H2O=FeO42-+3H2.然后在外加直流電場作用下,利用多孔陶瓷膜的電滲性能,使生成的Na2FeO4溶液濃縮,并進一步與KOH反應得到K2FeO4。

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