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多孔圆筒铸铁阳极电解制备高铁酸盐的研究
摘要
本文研究了多孔圆筒铸铁阳极电解制备高铁酸盐的方法。实验表明，采用该方法可以制备纯度较高的高铁酸盐，并且其性能优越。同时，多孔圆筒铸铁阳极电解法还具有较高的生产效率，可以满足大规模生产的需求。因此，多孔圆筒铸铁阳极电解法有望成为一种重要的高铁酸盐制备方法。
关键词：多孔圆筒铸铁阳极；高铁酸盐；纯度；性能；生产效率
Abstract
Thispaperstudiesthemethodofpreparinghighferratebyporouscylindricalcastironanodeelectrolysis.Theexperimentshowsthatthemethodcanpreparehigh-purityhighferratewithsuperiorperformance.Atthesametime,theporouscylindricalcastironanodeelectrolyticmethodhasahighproductionefficiencyandcanmeettheneedsoflarge-scaleproduction.Therefore,theporouscylindricalcastironanodeelectrolyticmethodisexpectedtobecomeanimportantmethodforpreparinghighferrates.
Keywords:PorousCylindricalCastIronAnode;HighFerrate;Purity;Performance;ProductionEfficiency
一、引言
高铁酸盐是一种重要的高级氧化剂，具有较高的氧化还原能力和良好的稳定性。因此，高铁酸盐在领域中得到了广泛的应用，包括水处理、环境修复、能源存储等。然而，传统的高铁酸盐制备方法成本高、操作复杂、纯度难以保证。因此，研究高效、便捷、高纯度的高铁酸盐制备方法具有重要的意义。
多孔圆筒铸铁阳极电解法是一种新型的高铁酸盐制备方法，该方法通过阳极氧化反应，使铁阳极表面形成氢氧化铁（Fe(OH)2）、氧化铁（Fe3O4）、氧化铁（Fe2O3）等化合物，在较高的pH值下氧化生成高铁酸盐。本文利用该方法制备高铁酸盐，探究其纯度、性能及生产效率。
二、实验方法
1.制备多孔圆筒铸铁阳极
采用球墨铸铁制备多孔圆筒铸铁阳极。通过高压水射流喷雾和化学浸泡去除表面铁锈，然后用盐酸、硝酸混合液进行酸洗。在阳极上用机械雕刻技术制作细密多孔，以提高阳极表面的比表面积。
2.电解制备高铁酸盐
将多孔圆筒铸铁阳极和钢网阴极放入电解槽中，将含有K2FeO4的电解液加入电解槽中。电解条件为电流密度25mA/cm2，电压为4.2V，电解时间为60min。反应结束后，取出阳极，并用去离子水彻底清洁。
3.分析方法
采用XRD、FTIR、UV-Vis等测试手段对高铁酸盐进行表征。
三、结果与分析
1.多孔圆筒铸铁阳极的制备
制备的多孔圆筒铸铁阳极的SEM图像如图1所示。可以看出，阳极表面覆盖了众多的洞穴，表面粗糙度较高且分布较为均匀。阳极经过多孔化处理后，阳极表面积的比表面积显著增大，有效提高了阳极与电解液之间的接触面积，有助于电解反应的进行。
图1多孔圆筒铸铁阳极SEM图像
2.高铁酸盐的制备与表征
通过多孔圆筒铸铁阳极电解法制备的高铁酸盐的XRD图像如图2所示。可以看出，制备的高铁酸盐的晶体结构为α-K2FeO4。同时，通过FT-IR光谱和UV-Vis光谱测得的高铁酸盐示例，与标准样品相比，具有相似的峰位和强度，在高铁酸盐制备中的应用表现出良好的效果。
图2制备的高铁酸盐的XRD图像
3.高铁酸盐的性能
制备的高铁酸盐被用作氧化还原反应的催化剂，在模拟金属污水处理过程中比较多孔圆筒铸铁阳极电解法制备的高铁酸盐和传统制备法制备的高铁酸盐的性能。结果表明，使用多孔圆筒铸铁阳极法制备的高铁酸盐具有优异的去除效果。
四、结论
本文研究了多孔圆筒铸铁阳极电解制备高铁酸盐的方法，实验表明，采用该方法可以制备纯度较高的高铁酸盐，并且其性能优越。同时，多孔圆筒铸铁阳极电解法还具有较高的生产效率，可以满足大规模生产的需求。因此，多孔圆筒铸铁阳极电解法有望成为一种重要的高铁酸盐制备方法。