外加阴离子与温度对Fe（Ⅲ）与ClO～-溶液中化学反应的影响

论文摘要

高铁（Ⅵ）酸盐具有极强的氧化性，在水和污水的处理、环境友好的选择性氧化剂和“绿色”高能电池材料等领域具有广阔应用前景。但是高铁（Ⅵ）酸盐不像液氯那样稳定，其不稳定性限制了它的大规模应用。为了更好地利用高铁（Ⅵ）酸盐，对它的基础研究显得尤为重要。长期以来，人们认为高铁（Ⅵ）酸盐在碱性溶液中分解的产物为O2和Fe（OH）3沉淀，近来被证明这种认识是不完全的。该论文研究了部分无机盐对制备和储存高铁（Ⅵ）酸盐的稳定性的影响。论文还跟踪观察了在不同温度下Fe（Ⅲ）盐和次氯酸钠强碱性溶液的反应过程和Fe（Ⅵ）向Fe（Ⅳ）的转化反应过程，发现在Fe（Ⅲ）盐和次氯酸钠强碱性溶液的反应过程中存在着新的反应。实验结果丰富对高价铁（Ⅳ、Ⅳ）化学的认识，发展了传统的湿法氧化法制备高铁（Ⅵ）酸盐，提供了可能的湿法氧化法制备高铁（Ⅳ）酸盐的方法。首先，本文在已有成果的基础上，在制备高铁（Ⅵ）酸盐的过程中加入不同无机盐物质（Na2SiO3，Na3PO4，Ti（SO4）2，Na2SiF6等），探讨所制备的高铁（Ⅵ）酸盐溶液的稳定性，找出使其变得较为稳定的物质。结果表明，在制备高铁（Ⅵ）酸盐的反应中加入Na3PO4可以大大提高反应进行的速率，而对反应所得溶液高铁（Ⅵ）酸盐中的Fe（Ⅵ）的稳定性的提高没有多大的帮助；在反应体系中掺杂氟硅酸钠，硫酸钛，硅酸钠虽然对反应的速率没有多大的影响，但可以提高反应后的高铁（Ⅵ）酸盐中的Fe（Ⅵ）的稳定性，其中加入氟硅酸钠，硫酸钛可以使溶液在短时间内保持较高的浓度，硅酸钠则可使高铁（Ⅵ）酸盐溶液处于一个平缓的分解过程，从而更利于高铁（Ⅵ）酸盐较长时间的保存。其次，本文用分光光度法跟踪不同温度下Fe（Ⅲ）盐与次氯酸钠强碱性溶液的化学反应过程。实验结果发现：在45℃～95℃温度范围内，Fe（Ⅲ）盐与次氯酸钠高碱性溶液反应最终得到绿色的Fe（Ⅳ）溶液；在每个温度下的反应中，都明显的存在着一个Fe（Ⅲ）转化为Fe（Ⅵ），然后Fe（Ⅵ）在分解为Fe（OH）3沉淀的同时，Fe（Ⅵ）又转化为Fe（Ⅳ）的反应；温度对Fe（Ⅲ）盐与次氯酸钠高碱性溶液反应有非常重要的影响，高温下整个反应过程明显加快，其中Fe（Ⅵ）生成的快，分解的也快；并且，Fe（Ⅳ）绿色溶液在85℃以上温度下不稳定。最后，为了确定Fe（Ⅲ）盐与次氯酸钠强碱性溶液在不同温度下的化学反应最终生成的绿色Fe（Ⅳ）溶液是由Fe（Ⅵ）分解产生的，而不是次氯酸钠氧化Fe（Ⅲ）盐的直接反应产物，本文用分光光度法跟踪在不同温度下Fe（Ⅵ）向Fe（Ⅳ）转化反应的过程。实验结果发现：在65℃～95℃温度范围内，将确定浓度的新制Fe（Ⅵ）溶液加热分解，最终得到绿色的Fe（Ⅳ）溶液；在每个温度下的反应中，都明显的存在着一个Fe（Ⅵ）转化为Fe（Ⅳ）的过程。结合常温下Fe（Ⅵ）的相关研究，可以肯定温度对Fe（Ⅳ）溶液的分解有非常重要的影响，温度越高，分解也快。这个反应过程的跟踪监测也证明在Fe（Ⅲ）盐与次氯酸钠高碱性溶液反应中存在着两个不同的转化反应，即Fe（Ⅲ）先转化为Fe（Ⅵ），Fe（Ⅵ）又转化为Fe（Ⅳ）的反应。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.高铁（Ⅵ、Ⅳ）酸盐的性质
• 2.高铁（Ⅵ、Ⅳ）酸盐的制备方法
• 3.高铁（Ⅵ、Ⅳ）酸盐的分析方法
• 4.高铁（Ⅵ、Ⅳ）酸盐的应用
• 5.高铁（Ⅴ）酸盐研究现状
• 第二章 无机盐对高铁酸盐制备和稳定性的影响
• 1.实验内容
• 2.结果与讨论
• 第三章 不同温度下Fe（Ⅲ）盐与次氯酸钠热溶液化学反应分光光度法跟踪
• 1.实验内容
• 2.结果与讨论
• 第四章 不同温度下Fe（Ⅵ）向Fe（Ⅳ）转化反应的分光光度法跟踪
• 1.实验内容
• 2.结果与讨论
• 第五章 结论
• 5.1 无机盐对高铁（IV）酸盐制备和稳定性的影响
• 5.2 不同温度下eF（III）盐与次抓酸钠热溶液化学反应的分光光度 法跟踪
• 5.3 不同温度下Fe（VI）向Fe（IV）转化反应的分光光度法跟踪
• 参考文献
• 致谢