CN202054903U - 一种制备高铁酸盐的并联式电解槽 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种制备高铁酸盐的并联式电解槽，其特征在于在电解槽内设置有多个间隔分布的阴极室和阳极铁板，阴极室内设有阴极，阴极室两侧为隔膜。阴极为一密封内空的不锈钢盒，所述不锈钢盒设有进水管和出水管。隔膜材料为0.5~1mm厚的全氟磺酸离子膜，孔径为1~2μm。本实用新型的有益效果是，可以操作简便的制备出高铁酸盐，并且有效提高产量，为制备高铁酸盐的工业化提供了一套切实可行的方案。
Description
技术领域
本实用新型涉及电解槽，更具体地说是涉及一种制备高铁酸盐的并联式电解槽。
背景技术
高铁酸盐是一种由六价铁酸根和金属离子组成的盐类，其通式为MxFeO4。高铁酸盐在整个pH范围内具有极强的氧化性，可以降解水中一系列有机污染物，其还原产物Fe3+和Fe(OH)3，具有吸附絮凝作用，对环境无毒副作用，因此它作为一种集氧化、絮凝、杀菌消毒于一体的多功能绿色水处理化学药剂日益受到国内外的关注。
目前高铁酸盐主要有3种制备方法：高温熔融氧化法、次氯酸盐氧化法和电解法。
高温熔融氧化法由于反应为放热反应， 温度升高快，容易引起爆炸，故需严格控制操作条件。该法比较危险且难于实现，目前很少采用。
次氯酸盐氧化法虽然提供了一种设备成本低、快速大量制备高铁酸钾的合成途径，然而它却存在两大缺点。首先，要获得高浓度次氯酸盐溶液，制备过程中需要使用有毒危险气体——氯气，不仅设备腐蚀严重，而且不可避免地对环境造成污染，高浓度含氯废液的处置也是有待解决的一个问题；第二，产生的高铁酸根离子容易受杂质离子（如过渡金属）的影响而分解，因此该法要求使用高纯度的试剂（近饱和的NaOH、KOH溶液），成本相当高。
电解法是铁阳极在浓碱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作为固体沉淀下来。
阳极反应：Fe+8OH-→FeO4 2-+4H2O+6e
阴极反应：2H2O+2e→H2 +2OH-
总反应: Fe+2OH-+2H2O→FeO4 2-+3H2↑
及: 2Fe3+ + 10OH- →FeO4 2-+2H2O + 3H2↑
FeO4 2-+2K+→K2FeO4
电解法与前2种方法相比，具有设备简单、步骤精简、杂质含量少、几乎不产生污染等优点，值得深入研究。
实用新型内容
为了克服现有的电解制备装置产能不足、装置复杂的缺点, 本实用新型提供一种制备高铁酸盐的并联式电解槽，该电解槽不仅能通过简单操作制备出高铁酸盐，而且能根据需要多格并联制备以调整产量。
为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种制备高铁酸盐的并联式电解槽，其特征在于在电解槽内设置有多个间隔分布的阴极室和阳极铁板，阴极室内设有阴极，阴极室两侧为隔膜。阴极为一密封内空的不锈钢盒，所述不锈钢盒设有进水管和出水管。隔膜材料为0.5~1mm厚的全氟磺酸离子膜，孔径为1~2μm。
每块阳极铁板两侧都用于高铁酸盐的制备，多格并联制备可增加有效电解体积，提高电解槽产量。此外，通过将阴极由不锈钢板改为不锈钢盒，内部通以冷却水，可有效控制电解液温度，也可排除冷却管绕行于阳极电解液内时造成的干扰。隔膜材料为0.5~1mm厚的全氟磺酸离子膜，耐酸耐碱，可长期有效使用，既避免普通塑料受热易变形的缺点，又避免了钢铁材料接触电解液影响正常反应的缺点。本实用新型的有益效果是，可以操作简便的制备出高铁酸盐，并且有效提高产量，为制备高铁酸盐的工业化提供了一套切实可行的方案。
附图说明
图1是本实用新型的示意图。
图2是本实用新型的侧面构造图。
图3是阴极不锈钢盒示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
一种制备高铁酸盐的并联式电解槽，其特征在于在电解槽1内设置有多个间隔分布的阴极室3和阳极铁板2，阴极室3内设有阴极4，阴极室两侧为隔膜5，在电解槽内形成多个电解区域。阴极4采用密封内空的不锈钢盒6，所述不锈钢盒6设有进水管7和出水管8。隔膜5为0.5~1mm厚的全氟磺酸离子膜。所述多个阴极室3为两个或两个以上的阴极室，所述多个阳极铁板2为两个或两个以上的阳极铁板，阴极室3和阳极铁板2间隔分布排列。
电解槽材质为普钢热塑HPE，两侧上沿留有凹槽9用于阴极室1和阳极铁板2的固定，凹槽9的数量和大小与阴极室1和阳极铁板2的数量和尺寸相对应，阴极室和阳极铁板固定在相应凹槽上。电解液为NaOH溶液；不锈钢盒6可通冷却水。
在图1中，将两个阴极室3和两个阳极铁板2清洗后放置于电解槽1中，通过两侧上沿凹槽9固定于设定位置，阴极室3和阳极铁板2间隔排列，电解槽1内加入电解液NaOH溶液，两阳极铁板通过线路接到电源正极，两阴极不锈钢盒通过线路接到电源负极，开通电源，并联反应。阴极不锈钢盒中通冷却水，保持电解液温度，保持电压，电解3小时后即可于阳极室电解液中获得高铁酸盐溶液。本装置用于制备操作简单、反应迅速、产量可观，有望迅速制备出大量的高铁酸钾。
Claims (4)
1.一种制备高铁酸盐的并联式电解槽，其特征在于在电解槽内设置有多个间隔分布的阴极室和阳极铁板，阴极室内设有阴极，阴极室两侧为隔膜。
2.如权利要求1所述的并联式电解槽，其特征在于阴极为密封内空的不锈钢盒，所述不锈钢盒设有进水管和出水管。
3.如权利要求1所述的并联式电解槽，其特征在于隔膜材料为0.5~1mm厚的全氟磺酸离子膜，孔径为1~2μm。
4.如权利要求1所述的并联式电解槽，其特征在于电解槽材质为普钢热塑HPE，电解槽两侧上沿留有凹槽，阴极室和阳极铁板固定在相应凹槽上。
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| CN106048649A (zh) * | 2016-08-05 | 2016-10-26 | 华侨大学 | 一种用于制备高铁酸盐的组合式电解槽 |
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