电池级K_2FeO_4的制备及其电化学性能

在浓NaOH溶液中电解铁电极所得Na2FeO4阳极液制备出电池级的K2FeO4,在一次性Al/KOH/K2FeO4实验电池中,K2FeO4的放电容量可达215mAh/g,利用率可达53%。0.0～0.8V(vs.Hg/HgO)范围内的循环伏安实验结果表明:K2FeO4的充放循环次数可达300～600次。高铁正极的容量利用率及自放电率与K2FeO4的纯度关系密切。

K_(2)FeO_(4)-FeCl_(3)联合强化剩余污泥厌氧消化产酸

通过碱性高铁酸钾(K_(2)FeO_(4))-FeCl_(3)预处理联合厌氧消化对剩余污泥进行减量化处理,探讨不同形态的铁源及不同铁浓度对以有机酸回收为目标的污泥减量化过程的影响,并寻找最适铁投加量.结果表明在预处理过程中碱性K_(2)FeO_(4)对污泥聚集体结构破坏起着重要作用.与空白相比,挥发性悬浮物固体(VSS)下降了26.79%,中值粒径(Dx(50))下降了90%,污泥沉降比(SV_(30))下降了33%,污泥沉降性能变好,减量效果明显.FeCl_(3)在预处理过程仅具有絮凝作用.在厌氧消化过程,经碱K_(2)FeO_(4)预处理后的污泥产酸量高于空白组.适量铁离子的增加可加速有机酸的产生速率.最适铁投加量20mg Fe/g VSS的K_(2)FeO_(4)及21mg Fe/g VSS的FeCl_(3)(即TFe投加量为41mg Fe/g VSS)的产酸效果最好,在消化第3d挥发性有机酸达到峰值(436.1mg COD/g VSS),是空白组峰值的4.45倍.当经过15d消化后,PO_(4)^(3-)-P去除率达69.8%,是仅投加K_(2)FeO_(4)预处理的2.03倍.此外,适量铁的投加还有利于产酸菌(Actinobacteria门和Chloroflexi门)富集,促进了厌氧消化产酸速率提升,而铁投加量高于48mg Fe/g VSS反而会抑制厌氧环境中产酸菌的活性.

高铁酸钾晶体结构的研究

通过一步直流电解法获取高纯度的K2FeO4晶体.用单晶XRD, SEM测试了K2FeO4晶体结构和形貌.现场高温XRD测定其在25 ℃～900 ℃的热分解过程.

新型水处理剂高铁酸钠的电解法生产及其应用研究

本文报告了电解法生产高铁酸钠碱溶液的研究结果,在电解过程中应用新型电解阳极、复会稳定剂、复合隔膜,比国外70年代到1984年的研究报告简化了工艺,电解产量大大提高,达到50～80g/L的饱和浓度。产品稳定性好,10℃储存,72h降解小于10%。在应用研究方面,用电解完成液制备高铁酸钾结晶,比化学法缩短了工艺流程,大大降低了成本。模拟自来水厂制水过程,用2mg/L高铁酸盐取代氯作水源水预消毒处理,结果显示:后氯化组(取消氯预处理)三氯甲烷生成量比氯预处理组平均减少56.4%;高铁酸盐预处理一后氯化组三氯甲烷生成量比后氯化组进一步减少,8份水源水样品,三氯甲烷平均减少69.0%,证实了高铁酸盐确有氧化分解三氯甲烷前体物的作用。用高铁酸钠碱溶液处理氰化镀镉废水,按Na_2FeO_4 /去除CN^-或Cd^(2+)=5～8的投量,沉淀24h后上清液达到排放标准,比单用氧化剂效果可靠,处理时间短。

微波碳化-K_(2)FeO_(4)活化制备生物炭及其对Cr^(6+)吸附性能

作者以柚子皮为原料,采用微波碳化-K_(2)FeO_(4)活化制备了磁性生物炭,对比了不同微波功率、不同炭化时间对磁性生物炭性能的影响。采用SEM、BET、XRD、XPS和FTIR对磁性生物炭进行表征,考察其对Cr^(6+)的吸附性能和机理。结果表明,与单纯微波碳化相比,微波碳化-K_(2)FeO_(4)活化增加了生物炭表面的含氧官能团,比表面积从3.08 m;/g提高到49.33 m;/g,且生成磁性γ-Fe_(2)O_(3)。磁性生物炭对水溶液中Cr^(6+)的吸附动力学和等温线分别符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温模型。在45 ℃的条件下,磁性生物炭对Cr^(6+)的最大吸附量为122.1 mg/g。

高铁酸钾合成方法新工艺的研究

本文报告用电化学法制备高铁酸钠(Na_2FeO_4)浓溶液(50～80g/L)合成高铁酸钾(K_2FeO_4)结晶新工艺,由于电解产量和稳定性大大提高,选择了结晶反应的最佳实验条件,一次结晶收得率92.35～96.30％,比传统的化学氧化法简化了工艺流程,减少了原料消耗,提高了结晶收得率,大大降低了成本。

K_(2)FeO_(4)强化采煤污染土壤吸附固定Pb2+的实验研究

利用pb^(2+)含量为8.02 mg/kg的土壤作为实验原土,以50~400 mg/L Pb(NO_(3))_(2)分别对原土和投加K2FeO4的土壤进行吸附实验,考察了不同条件下两种土壤对pb^(2+)的吸附影响规律,并进行了动力学分析.在此基础上利用模拟酸性雨水,采用静态溶浸实验和连续浸提实验,从浸出浓度和土壤对pb^(2+)吸附态的影响两方面综合考查K_(2)FeO_(4)对土壤强化吸附固定pb^(2+)的效果.结果表明,实验土壤对于初始浓度为350 mg/L的pb^(2+)仍具有良好的吸附作用,当Fe^(6+)/pb^(2+)质量比为5、吸附时间为8h时吸附量高达486 mg/kg;而加入K_(2)FeO_(4)后使土壤对pb^(2+)的吸附等温线由Langmuir变为Freundlich,且整个反应过程符合准二级动力学模型,吸附趋于稳定形态,pb^(2+)的浸出大幅度降低,强化吸附固定效果显著.此外,吸附过程对pH和温度不敏感,这对于pb^(2+)污染土壤的原位修复具有重要的实际应用价值.

高铁酸钾氧化自絮凝处理实际化学镀镍废槽液

化学镀镍工艺广泛应用于工业生产领域,并产生大量废水。此类废水一般由预处理工艺废水、镀件清洗水、废镀液及其他废水组成,成分复杂,具有微生物毒性,如直接排放会对自然环境造成严重污染。采用高铁酸钾(K_(2)FeO_(4))对含高浓度Ni和COD的化学镀镍废槽液进行处理,探讨K_(2)FeO_(4)浓度、废水初始pH对废水处理效果的影响。结果表明,K_(2)FeO_(4)最适浓度为5 mmol/L,最佳废水初始pH为3,对络合态Ni的破络效率最高可达99%,COD去除率最高达80%。超高效液相色谱-质谱(UPLC-MS)表征结果显示,废水中的Ni主要以苹果酸-Ni形态存在。K_(2)FeO_(4)处理化学镀镍废槽液的机理可能为:K_(2)FeO_(4)先与废水中的还原物质反应得到还原产物Fe(Ⅲ),再与Ni-有机络合物发生置换使Ni游离,同时,Fe(Ⅲ)的絮凝作用可降低废水的COD。

K_(2)FeO_(4)氧化页岩气压裂返排液动力学及机理研究

对K_(2)FeO_(4)氧化页岩气压裂返排液降解有机物动力学、机理及特征污染物邻苯二甲酸二丁酯(DBP)降解机理进行实验分析。通过单因素实验探究确定动力学,采用GC-MS分析有机物变化及降解机理。实验结果表明:K_(2)FeO_(4)氧化页岩气压裂返排液有机物降解符合两阶段反应动力学,最佳反应条件为K_(2)FeO_(4)浓度1500 mg/L,初始pH=9.0,温度为25℃。通过GC-MS分析K_(2)FeO_(4)氧化DBP降解过程中间产物,并提出了降解DBP的可能途径。

电解法制备高铁酸钾

以低碳钢或铸铁为阳极,以不锈钢、碳钢为阴极,槽压1.5—3.5V、电流密度0.1—0.2A、温度10—20℃电解合成高铁酸钾,为其工业化生产提供了重要参数。

高铁酸钾调理改善活性污泥脱水性能的反应机制研究

研究了高铁酸钾(K_2FeO_4)对处理活性污泥脱水性的效果,重点考察了不同pH和剂量条件下,K_2FeO_4调理对污泥过滤脱水特性和胞外聚合物(EPS)分布和组成的影响,以深入认识K_2FeO_4调理污泥的反应机制.研究表明,K_2FeO_4调理效果随pH值的降低而改善,其不仅有氧化裂解作用导致结合型EPS(BEPS)释放,同时其还原产物三价铁离子兼具混凝功效,能够通过电中和与界面吸附去除部分溶解性EPS(SEPS),同时压缩EPS结构,增强污泥絮体结构.此外,当pH值为3,K_2FeO_4投加量为0.1 g·g^(-1)(以TSS计)时,污泥过滤脱水速率和程度均达到最佳.过量投加K_2FeO_4(>0.2 g·g^(-1),以TSS计)后,BEPS大量释放,污泥过滤阻力增加,脱水性能恶化.