高铁酸盐合成和应用

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1、重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要高铁酸盐指的是以Fe042‘为酸根与金属离子组成的盐类，主要有NaEFe04、Li2Fe04、K2Fe04、Cs2Fe04、BaFe04、CaFe04、ZnFe04等。自然界的铁元素主要以Fe(0)、Fe(Ⅱ)、Fe(III)三种价态存在。但在高铁酸盐中，Fe元素以六价的形态存在，Fe(Ⅵ)具有较高的氧化还原电位，较大的电化学容量，本身及放电产物对环境没有污染，不仅可以用作污水和生活用水中的处理剂，还可以用作电池材料，具有良好的发展前景。本文主要对K2Fe04、BaFe04的制备、保存及应用做了分析研究。本文在以12mol／LNa

2、OH为电解液，通过电解法制备K2Fe04，并采用分光光度法对高铁酸钾进行分析。研究了电解过程中电流密度、电解时间、电解面积、添加剂种类、浓度及配比对电流效率的影响。采用循环伏安法(CV)在相对HgO／Hg电极[．1．4V'"0．7v】扫描范围内，研究了铁电极在碱液中的电化学行为以及添加剂对电化学性质的影响。研究了高铁酸根在不同种类、不同浓度碱液中的保存时稳定剂对高铁酸根稳定性的影响，以及固体高铁酸钾的稳定性保存。BaFe04的制备条件与制备K2Fe04的条件相同，只是电解液为12mol／LNaOH和饱和Ba(Onh的混合液，分析方法采用铬酸盐滴定法，利用高速离心

3、的方法对高铁酸钡进行提纯，纯度高达95％。运用XRD、IR等分析手段，分析表征了K2Fe04和BaFe04的微观结构。以制得的BaFe04与锂电极组装成电池，测试其放电性能。研究结果表明，电解法制备K2Fe04的最佳条件是：在室温条件下，电流50mA／cm2、电解时间为30min、添加剂为三种助剂混合比1：1：1(K103：CuCh：Na2Si03)及每种添加剂均为0．5ml对高铁酸钾合成最有利，可使电流效率升到61．96％。在2．5mol·L1的氢氧化钠中，当同时加入三种稳定剂时，高铁酸根能稳定存在的时间最长。循环伏安实验表明，此铁电极的循环伏安曲线与文献显著

4、不同，在曲线中扫描出]"Fe(III)向Fe(VI)转化的中间产物Fe(v)的氧化峰，有可能是Fe043’(FeⅣ)离子的存在形式)。高铁酸钡与锂电极组成电池进行测试，实验证明：BaFe04的电化学性能较好，在0．3mA／crn2的电流密度充放电时，在低电压2．5．0．5V时具有184．0mAh／g的初始放电容量，而在高电压4．2V02．5V充放电时，放电容量只有24．02mAh／g。同时采用X-一射线衍射(XRD)和红外吸收光谱(ⅡU技术对K2Fe04署glBaFe04样品的结构进行了表征，证明我们所制得的样品为K2Fe04和BaFe04。关键词：高铁酸盐，电

5、解合成，添加剂，电流密度，电池材料重庆大学硕七学位论文英文摘要ABSTRACTFerrate(VI)compoundsarecomposedofmetalionsandFe04z’，mainlyNa2Fe04，Li2Fe04，K2Fe04，Cs2Fe04，BaFe04，CaFe04，ZnFe04andSOon．Innature，irontypicallyOccursinvalencestatesofFe(0)、Fe(II)、Fe(ⅡI)．Butinpotassiumferrate，thestateisFe(VI)．Fe(VI)hashighoxidation-r

6、eductionpotential，largeelectrochemicalcapacity，theproductitselfandthedischargehavenopollutiontotheenvironmentSOitCanbeusedinwatertreatmentandorganicsynthesis，andcathodicmaterialsin“super·iron”batteries．Thispapermainlytalkaboutthepreparation,preservationandtheapplicationofK2Fe04、BaFe0

7、4．Inthispaper,thesolutionis12mol／LNaOH，establishedtheElectrolyticPreparationofpotassiumferrateandtheuseofspectrophotometricmethodsfortheanalysis．Studyatcurrentdensity、electrolytictime、electrolyticarea、Theinfluencesofdifferentadditives，additiveconcentrationandadditivemixedproportion．I

8、nthispaperth