【作者】 吴强；

【导师】 杨长春；

【作者基本信息】 郑州大学 ， 物理化学， 2001， 硕士

【摘要】 本论文提出用隔膜式电解槽，在浓苛性碱溶液中，直流电解阳极氧化Fe₃O₄制备高铁酸盐的新工艺。并就Fe₃O₄电极的组成、电解质种类及浓度、电解液温度、表观阳极电流密度、电解时间等工艺因素，对生成高铁酸盐电流效率的影响，进行了较为系统的研究。研究了Fe、Fe₃O₄、Pt、GC电极在纯NaOH溶液中、及在含有FeO₄^2-或FeO₂^-的NaOH溶液中的循环伏安特性；首次以GC电极发现了FeO₄^2-的阳极生成峰并提出将氧气析出反应的阳极电流与生成FeO₄^2-的阳极电流分离开来的条件。 不论是Fe电极或是Fe₃O₄电极在NaOH电解液中，生成FeO₄^2-的电流效率均比在KOH电解液中高出3-6倍。不同的温度下，NaOH电解液的浓度从32.0wt.％变化到49.0wt.％，电流效率先增大后减小，在42wt.％时，电流效率达到最高。在电解液中加入0.5wt.％的NaCl可以提高电流效率。 反应温度为303K、313K、328K时，FeO₄^2-的生成电流效率随着温度的升高而逐渐降低。在电流密度等于10mA.cm^-2，电解液浓度为42wt.％时，三个温度下的最高电流效率分别为44.1％，38.2％和31.6％。 电流密度是影响电流效率的重要因素，当电流密度太小时，生成FeO₄^2-的速率低，电流效率较低；电流密度太大，析氧反应占阳极过程的主导地位，生成FeO₄^2-的电流效率也较低；只在适宜的电流密度下才能获得较高的电流效率。在温度为303、313、328K，电流密度为11.2，13.6，15mA.cm^-2时所得最大电流效率分别为：47.8、45.8、41.1％。 随着电解时间的持续，由于较浓高铁酸盐分解速度的加剧和阳极再钝化的逐渐形成，生成高铁酸盐的电流效率逐渐降低，溶液中的总铁含量与高铁酸根含量之比逐渐增大。 Fe和Fe₃O₄电极的循环伏安曲线上，在0.65-0.70V的区域出现了一折点，此折点为FeO₄^2-的生成峰；FeO₄^2-的阴极还原峰的峰电势在-0.15V附近。 以玻碳电极所测FeO₄^2-的阳极生成峰的峰电势介于760-960mV，且该峰的峰电流密度随扫描速度、FeO₄^2-和FeO₂^-的浓度增大而增大；温度升高，峰电位负移；峰电流密度与扫描次数、扫描方向、电解液通N₂除氧与否等因素都有密切的联系。在FeO₄^2-的浓度为0.001-0.1mol/1时，以GC电极所测FeO₄^2-还原峰的峰电流密度与FeG₄^2-浓度成线性关系（相关系数R=0.998），这为定量分析FeO₄^2-的浓度提供了一种较为可靠的方法。更多还原

【Abstract】