高铁酸钠的电化学合成及铁阳极钝化机理研究

以铁片为阳极、金属钛板为阴极,采用电化学氧化法合成高铁酸钠,研究了NaOH电解液浓度、制备温度和电流密度对高铁酸钠生成的影响及机理,并探析了高铁酸钠制备过程中铁阳极钝化的机理。结果表明,提高NaOH浓度和制备温度不仅有利于高铁酸钠的生成,同时也有利于提高电流效率;提高电流密度虽会增加高铁酸钠的生成量,但也会显著降低电流效率。综合考虑电流效率和制备成本,高铁酸钠的最佳制备条件为：NaOH浓度为14 mol/L、温度为45℃、电流密度为5 mA/cm²。在最佳制备参数下电解后,利用FESEM-EDS和XPS分析了铁电极的表面性质,长时间电解后的铁阳极表面生成了铁氧化物,且钝化后的铁阳极表面存在Fe²⁺和Fe³⁺。电化学氧化合成高铁酸钠过程中,铁阳极钝化生成Fe₃O₄是阳极失效的主要原因。     

隔离式电解槽电解制备高铁酸钠研究

采用隔离式电解槽电解制备高铁酸钠,考察了不同电解液浓度、电解时间、电流、温度及加入不同种类微量电解质等因素对高铁酸钠浓度的影响,并通过正交试验得出了此方法制备高铁酸钠的最佳工艺参数。研究表明,在电解液中加入0.020～0.030 mol/L的碘酸根离子时,制备高铁酸钠的稳定性最佳;高铁酸钠最佳的合成条件为:温度为45℃、电解液浓度为14 mol/L、碘酸根离子的投加量为0.020 mol/L、电流为2.0 A、电解时间为3.0 h,制备得到的高铁酸钠的浓度为60.44 mmol/L。     

高铁酸钠快速电合成及其分解动力学研究

采用比表面积较大的铁电极和两阴夹一阳极的全氟离子隔膜电解槽,在303～308 K和16 mol/L氢氧化钠中,可快速电合成获得0.40～0.49 mol/L高铁酸钠溶液.研究了该条件下高铁酸钠的电合成与分解动力学.发现高铁酸钠表观生成速率由高铁酸钠的电合成与分解两部分组成,其速率方程式为r (FeO42-)表观=k电解c2(OH-)-k分解c1.34 (FeO42-)c0.34 [Fe(OH)3]/c (OH-),在279～318 K高铁酸钠电合成与分解的表观活化能分别为34 kJ/mol和74 kJ/mol,指前因子分别为405 mol-1*L*h-1和2.6×1013 mol0.32*L-0.32*h-1.据此可圆满解释电合成过程中诸多现象.     

高铁酸钾合成新工艺

电解反应3小时,高铁酸钠含量50—80g/L。用其合成高铁酸钾结晶,10分钟结晶回收率95.9g/L,产品纯度88.3％,总回收率74.9％。     

铁阳极钝化对高铁酸盐电化合成工艺的影响

使用浓度跟踪分析法和恒电流电解曲线对铁网阳极在浓氢氧化钠溶液中电化合成Fe(VI)工艺及阳极钝化行为进行了研究.结果表明,用Fe(VI)表观电化合成速率、理论电化合成速率和分解速率可以定量描述电解过程中阳极钝化程度,其数学表达式为:θ=1-[r(FeO42-)app-r(FeO42-)d]/r(FeO42-);铁阳极在某种条件下可以明显避免钝化的影响,从而长时间保持较高的Fe(VI)电流效率.具体条件:温度35℃、电流密度≤6.1 mA/cm2和氢氧化钠浓度≥14.5 mol/L.据此可成功电化合成出浓度高于0.78 mol/L高铁酸钠溶液,相应平均电流效率47%.     

超声电化学耦合制高铁酸钠和高铁酸钾的工艺、方法及系统

该发明公开了一种超声电化学耦合制备高铁酸钠和高铁酸钾的工艺及方法和由隔膜电解槽、超声发生系统和直流电源等组成制备高铁酸钠和高铁酸钾的系统，属精细化工技术领域。采用隔膜式电解槽，以铁电极为阳极，不锈钢电极为阴极，将NaOH溶液分别置于隔膜电解槽的阳极室与阴极室内，     

电解煤浆制取氢气的工艺研究

首次对我国煤炭进行了电解制氢的工艺条件探讨,用自制Pt/Ti催化电极和Pt-Ir/Ti催化电极为工作电极,分别研究了反应过程中煤浆浓度、电解温度、电解质硫酸的浓度、不同煤种、不同溶液催化剂Ce4+、Fe(CN)63-、Fe3+及Fe2+/Fe3+对电解制氢的影响。使用不同电极时电流密度相差较大,Pt-Ir/Ti电极比传统的Pt片电极对电解煤炭制氢的催化效果要好。以Pt-Ir/Ti(摩尔比1∶2)为工作电极所得最大电解制氢效率为99.7%,氢气流速为19.7 mL/(cm2.h)。Fe2+/Fe3+的联用大大提高了电解制氢的效率。阳极气体分析主要组分是CO2及少量CO,还有痕量的低沸点有机物气体,且CO2与氢气体积比为1∶(10~20),大大降低了对该方法引起温室效应的预期。     

三维电极电化学法处理聚苯硫醚废水研究

采用三维电极电化学方法对合成PPS废水进行处理,主要通过单因素试验和正交试验考察了初始pH、电极电流、极板间距、曝气强度、电解时间对于该PPS废水CODCr去除效果的影响,并在最佳条件下测试实验效果。结果表明:当在pH=8,电解电流为1 A,极板间距为8 cm,曝气强度为0.8 L/min,以8 g/L Na2SO4作为支持电解质电解100 min时,废水CODCr去除率可以达到54.3%。由正交试验得出影响CODCr去除率各因素的主次关系为:电极电流初始pH极板间距曝气强度电解时间。这充分说明三维电极法处理PPS废水是行之有效的方法,值得进一步研究。     

电极材料参加反应的有机电解合成

电极材料参加反应的有机电解合成有很多优点，是有机电解合成中的又一新的领域。本文介绍了电极材料参加反应的特点和作用，并对电解合成金属有机化合物、二氧化碳电解固定合成羧酸、使用硫黄电极的合成反应等方面做了简单的介绍。     

高铁酸盐电合成的研究

本文采用循环伏安法,通过重复扫描,保持阴极电位不变,逐步增大阳极电位;变动扫描速度;变动电介液温度等手段,对铁电极在浓碱溶液中的电化学行为进行了较为详细的研究探讨,得出了电解合成FeO_4~(2-)的机理及影响电合成FeO_4~(2-)的因素。同时本文讨论了在电介液中加入氯化钠后,氯离子对电解合成FeO_4~(2-)的影响和作用机制。为电解法合成高铁酸盐得出了一些极为有益的理论依据。     

电化学合成法制备高铁酸盐的研究进展

高铁酸盐是公认的“绿色”化学试剂,但制备成本过高大大限制了它的应用。电解法制备高铁酸盐以其工艺简单,原料消耗少而成为最可能商业化生产的方法。本文从电解槽结构、阳极材料组成、电解液的组成和浓度、电流密度、电解时间等各个方面阐述了影响电流效率和高铁酸盐产品浓度的因素。阳极室体积减小、电流密度和电解时间适当增加,可使Na2FeO4产品的浓度加大。阳极材料比表面积大,含有碳、硅的铸铁比纯铁活性高。新发展起来的惰性阳极法值得深入研究。电解液组分为氢氧化钠,浓度约为14mol/L时电流效率较高,电解液中添加适当的氧化剂或腐蚀性离子有助于减少阳极钝化和稳定高铁酸根离子。交直流叠加的加电方式有利于缓解阳极钝化现象。文章指出,未来需要设计新型合理的电解槽结构和研发新的生产工艺,降低电耗和电解液浓度,提高电流效率,最终达到长时间连续生产高浓度高铁酸盐的目的。     

The electrochemical generation of ferrate at pressed iron powder electrodes: effect of various operating parameters

The effect of various parameters on the yield for the electrochemical generation of ferrate was investigated for pressed pellet iron electrodes. An optimum yield was observed for a NaOH concentration of 14-16 M of the anolyte. The rate of iron dissolution and generation of ferrate increased when the temperature of the electrochemical cell is raised from room temperature to 50 °C. The pressure applied to the iron powder during the formation of the pellet electrode did not have a strong influence on ferrate generation, at least in the range investigated in this work (5-8 ton/cm²). On the other hand, the purity, particle size and packing density of the powders are important factors in determining the current yield for ferrate generation and the maximum yield was not obtained with the smallest particles investigated (<10 μm). An optimum yield for ferrate generation of 60% was observed for a 2 h electrolysis. The surface of the pressed pellet iron electrode was also analyzed following the electrolysis in 14 M NaOH by X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopies. The electrogenerated ferrate was not detected at the electrode surface but the presence of various iron oxides and sodium carbonate was evidenced by these techniques.     

多孔圆筒铸铁阳极电解制备高铁酸盐的研究

采用双阴极室隔膜电解槽，以多孔圆筒铸铁为阳极电解制备水处理剂高铁酸盐。实验表明，所用电解槽与平板铸铁阳极电解槽相比可得到更高的电流效率和更高浓度的高铁酸盐。在14mol／L的氢氧化钠溶液中加入0．1％（质量分数，下同）氯化钠，30℃下以30mA／cm^2的电流密度电解6h，电流效率高出36．2％，高铁酸根离子浓度达0．07mol／L。     

The cyclic voltammetric study of ferrate(VI) formation in a molten Na/K hydroxide mixture

The electrochemical synthesis of ferrate(VI) was studied in a molten salt environment as a function of temperature (170–200 °C). A eutectic NaOH–KOH melt was selected as the most appropriate system for this purpose. Cyclic voltammetry was used to characterize the processes taking place on the stationary iron electrode. The anodic current peaks corresponding to the ferrate(VI) production as well as cathodic current peaks corresponding to the ferrate(VI) reduction appeared to be strongly dependent on the temperature at which the experiment was performed. Ferrate(VI) formation by anodic oxidation of the iron electrode in the molten electrolyte during the batch electrolysis was confirmed for the first time by visible and Mössbauer spectroscopy. The maximum current efficiency of Fe(VI) formation reached during galvanostatic batch electrolysis has attained 72%. It was reached at the temperature of 170 °C.     

电絮凝工艺预处理石油裂化催化剂生产废水的研究

采用电絮凝工艺处理石油裂化催化剂生产废水,考察了电解时间、电流密度、p H、极板间距等因素对废水COD去除率的影响。结果表明:在最优工艺参数(初始p H=9.0,极板间距为1.5 cm,电流密度为25 m A/cm~2,电解时间为25 min)条件下,废水经电絮凝处理后,COD去除率达到30%以上。电絮凝主要成本为铝阳极损耗,为0.093 5kg/m~3,占总处理成本的59.57%。电絮凝法可实现对石油裂化催化剂生产废水的预处理,减轻后续生物处理单元的负荷。     

Electrochemical production of ferrate(vi) using sinusoidal alternating current superimposed on direct current. Pure iron electrode

The current yield for the anodic oxidation of a pure iron (99.95%) electrode to ferrate(VI) ions in 14 M NaOH between 30 and 60 °C using a sinusoidal alternating current (a.c.) at amplitudes in the range 38–88 mA cm–2 and frequencies in the range 0.5 mHz to 5 kHz superimposed on direct current (d.c.) of 16 mAcm–2 was measured under conditions of bubble induced convection in a batch cell. The current yield for ferrate(VI) synthesis exhibited a complex dependence on temperature and a.c. frequency, but generally a maximum was observed in a frequency range 2–50Hz depending on the a.c. amplitude. A global maximum current yield after 180 min of electrolysis of 33% was reached at the following conditions: a.c. amplitude of 88 mA cm–2, a.c. frequency of 50 Hz and temperature of 40 °C. At the optimum conditions the highest d.c. electrolysis yield was 23%. Thus, operation with the a.c. component leads to an increase in the yield by 43% with respect to d.c. electrolysis alone.     

废盐酸电解回用技术研究

采用隔膜电解法对低浓度盐酸废水进行电解回用实验研究,分别讨论了电流密度、电解液流量、电解液浓度、温度以及电解时间对槽电压和电流效率的影响,并得出槽电压最敏感因素为电流密度,电流效率最敏感因素为电解液流量。最佳工艺水平为:流量8 mL/min,电流密度0.2 A/cm2,电解液为质量分数7%的HCl与NaCl的混合液,电解温度70℃;并分析了槽电压与电流密度的关系以及电解流出液中游离氯的含量与电流密度和电解液浓度之间的关系。为废盐酸资源化利用提供了一种新思路和新方法。     

高氧超电极在电解法生产氯酸盐中的应用

制备了３种氧化涂层电极,分析了涂层物相组成、涂层形貌,测定了电极的电化学性能,研究了这些电极在电解法生产氯酸盐中的应用。结果表明：钌锡锑氧化物涂层电极具有较低析氯电位、较高析氧电位,电解ＮａＣｌ溶液生产ＮａＣｌＯ３具有较高电流效率。     

几种多孔电极材料镓电沉积性能的研究

在工业上,稀散金属镓通常是从碱性溶液中电解提取得到的。在镓电解过程中,由于析氢副反应和传质速率低的原因导致镓电沉积的电流效率很低。本工作采用三维多孔电极电沉积镓,利用三维多孔电极发达的表面积促进镓电沉积过程,研究了不同电极材料(泡沫金属和多孔碳)的析氢特性,结合不同电解温度和电流密度下各材料的镓电沉积行为,揭示三维多孔电极上镓电沉积的特性规律。结果表明,泡沫铜和石墨毡(GF)具有较低的析氢活性,但两种电极的镓电沉积性能差别很大。其中泡沫铜表现出最佳的镓电沉积性能,在温度为40℃、电流密度为0.1 A/cm²条件下镓电沉积的电流效率(QE)达到22.5%,远高于铜片电极(10.7%);而相同条件下,GF电极的QE值仅为9.6%,低于铜片,这与电极表面的疏水性有关。具有较高析氢活性的泡沫铁、泡沫镍和网状玻璃碳(RVC)电极的镓电沉积过程受电解温度和电流密度的影响较大。在高电流密度下,泡沫铁电极表现出仅次于泡沫铜的QE值,在低电流密度下难以发生镓的电沉积;泡沫镍和RVC电极仅在低于镓熔点(20℃)的条件下发生镓的电沉积,在高于镓熔点(40℃)的条件下,由于电沉积的液态镓...