包覆型稳定性高铁酸钾的制备及其性能研究
高铁酸钾(K2FeO4)是一种绿色多功能强氧化剂，在水处理领域有着广泛的应用前景。但由于自身稳定性差、储存过程易衰变，导致其活性成分含量低，在水处理过程不能充分发挥其应有的效能。为提高K2FeO4的稳定性，本文使用包覆剂采用熔融搅拌冷凝法对K2FeO4进行包覆处理，并探究包覆后K2FeO4的性能及其对原水的处理效果。 首先，采用重结晶法对市售含量为20％(w/w)左右的K2FeO4产品进行提纯研究。实验得到的较佳提纯工艺条件为:5mol/LKOH溶液溶解高铁酸钾原料，重结晶温度为25℃，重结晶时间为20min，环己烷用量为40ml，在65℃真空箱中干燥1h，重复3次上述操作，可以得到纯度高达97.96％的K2FeO4产品。通过IR、SEM、XRD分析可知，K2FeO4结晶物为具有正四面体晶型结构的柱状晶体。 然后，选取聚乙烯蜡(PEW)、粒蜡、切片石蜡作为初选包覆剂，利用熔融搅拌冷凝法对K2FeO4进行包覆，考察了包覆品的包覆率、吸水率和释放率，通过三个指标的对比，最终选用PEW作为高铁酸钾的包覆剂。 在此基础之上，进一步研究了工艺因素对PEW包覆品稳定性的影响及包覆品中K2FeO4在水中的释放规律。通过正交实验，得到PEW包覆型稳定性高铁酸钾制备的最佳工艺条件为:磁力搅拌温度为100±1℃，搅拌速度为500r/min，搅拌分散时间为40min，物料配比为8∶1(W/W)，在此条件下高铁酸钾的包覆率可达90％左右;根据IR、SEM、XRD分析得知，PEW没有破坏K2FeO4成分。PEW包覆品具有一定的缓释特性，K2FeO4在水中的缓释趋势符合η=ktn释放动力学规律(R2＞0.97)，释放常数k随物料比的增加而降低，因此可通过调整物料比调节其缓释性。 最后，以8∶1物料比的PEW包覆品为净水剂，以长江南京段的微污染原水为处理对象，考察了该包覆品对长江水浊度、CODMn和氨氮的去除效果及影响因素，得到:在PEW包覆品为投加量为75～125mg/L(以K2FeO4计)、pH=5～9、反应时间为20min、搅拌速度为400r/min的工艺条件下，浊度、CODMn和氨氮的去除率分别可达97.46％、63.69％、36.54％，PEW包覆品与PFS联用的去除效果更好。
高铁酸钾;熔融搅拌冷凝法;包覆处理;稳定性;水处理
南京理工大学
硕士
材料工程
李新杰
2016
中文
TQ131.13
72
2016-11-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）