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MxFeO4.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

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

FeO42-+2K+=K2FeO4

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500～1000℃中熔融,反应生成高铁酸盐。

Fe+3Na2O2=Na2FeO4+2Na2O

Na2FeO4+2KOH=K2FeO4+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K2FeO4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+=K2FeO4

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K2FeO4,以14mol/L的NaOH为电解液,白口铸铁在阳极室被电解生成Na2FeO4,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Na2FeO4溶液浓缩,并进一步与KOH反应得到K2FeO4。

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铁电池高铁酸盐的制备方法

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