孫旭輝，鄭文平，庹萬(wàn)權(quán)，于海輝，王冬

（東北電力大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院，吉林 吉林 132012）

高鐵酸鹽以其環(huán)境友好被譽(yù)為“綠色”化學(xué)藥劑，它用途廣泛，可用作水處理藥劑、電池材料、有機(jī)合成氧化劑、磁記憶材料等，但由于制備成本高、易分解，至今未能大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用，可見生產(chǎn)出低成本、高純度的高鐵酸鹽是當(dāng)務(wù)之急。目前國(guó)內(nèi)外制備高鐵酸鹽的方法主要有3種：高溫氧化法（干法）[1]、室溫濕氧化法（濕法）[2]和電化學(xué)氧化法[3]。其中，濕法得到的 FeO濃度較大，但制備程序繁雜，使用的化學(xué)試劑過多；干法危險(xiǎn)系數(shù)較大；而電化學(xué)法以其工藝簡(jiǎn)單、無需過多化學(xué)試劑、產(chǎn)品純度高而成為一個(gè)最有前途的高鐵酸鹽制備方法，是近年來的研究熱點(diǎn)。本文綜述了電化學(xué)法制備高鐵酸鹽的研究進(jìn)展。

電化學(xué)法制備高鐵酸鹽是利用電解的方式，以鐵基材料為陽(yáng)極，在高濃度強(qiáng)堿溶液中，將鐵氧化為 Fe（Ⅵ）高鐵酸根，電極反應(yīng)式如式（1）～式（5）。

陽(yáng)極反應(yīng)

陽(yáng)極伴隨的副反應(yīng)

陰極反應(yīng)

由此可見，從理論上，電解時(shí)陽(yáng)極的鈍化和生成氧氣的副反應(yīng)會(huì)使得電流效率很難達(dá)到一個(gè)較高的水平。影響電解法生產(chǎn)高鐵酸鹽電流效率的因素有電解槽結(jié)構(gòu)、電極材料、電解液組成、電流密度、溫度等，下文將逐一闡述。

1 電解槽的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

電解槽是電化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的場(chǎng)所，是電化學(xué)制備高鐵酸鹽工藝的核心，其結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。一般來說，電解槽由槽體、陽(yáng)極室和陰極室組成，它經(jīng)歷了從無隔膜槽到有隔膜槽的發(fā)展過程；極室結(jié)構(gòu)也因各種需要呈現(xiàn)出不同形式，如單極室結(jié)構(gòu)、雙極室結(jié)構(gòu)、套筒形結(jié)構(gòu)等。

1.1 無隔膜單一極室電解槽

最初的電解槽是無隔膜式電解槽，如圖1所示，陰極和陽(yáng)極共處一室，Venkatadri[4]、Lapicque[5]、Yang[6]等都曾利用相似的裝置對(duì)高鐵酸鉀的合成進(jìn)行了研究，短時(shí)間內(nèi)電流效率可達(dá)60%～69%。其優(yōu)點(diǎn)是電流傳輸阻力小，缺點(diǎn)是長(zhǎng)時(shí)間電解后產(chǎn)生的高鐵酸根擴(kuò)散到陰極可被電子或陰極產(chǎn)生的 H2還原。

圖1 無隔膜式電解槽

1.2 有隔膜極室隔離電解槽

1.2.1 單極式隔膜電解槽

1984年，Deininger等[7-8]在美國(guó)申報(bào)了隔膜電解法制備高鐵酸鹽的專利，他們采用Nafion425陽(yáng)離子交換膜將一個(gè)陰極室和一個(gè)陽(yáng)極室隔開，陽(yáng)極室生成的高鐵酸根陰離子FeO無法通過隔膜擴(kuò)散到陰極一邊，因而不會(huì)被陰極上的電子或析出的氫氣還原。這種方法大大提高了制備效率，為電解法制備高鐵酸鹽提供了一種全新的思路。后來也有人采用全氟磺酸樹脂陽(yáng)離子膜或中性膜為電解槽隔膜，如Beck等[9]以中性多孔聚乙烯膜為隔膜，電解制備高鐵酸鹽，最高電流效率達(dá)53%；候惠奇等[10]設(shè)計(jì)了圓筒形隔膜式電解槽，以增加電極接觸面積，增加高鐵酸鹽產(chǎn)品濃度。

1.2.2 復(fù)極式隔膜電解槽

為了提高電流效率和高鐵酸鹽產(chǎn)品的濃度，還設(shè)計(jì)了多極室多電極的隔膜式電解槽，如2002年楊長(zhǎng)春等[11]采用了雙陰極室夾一陽(yáng)極室的雙隔膜復(fù)極式電解槽（圖2），充分利用陽(yáng)極的兩表面使電流分布均勻，并盡量縮小陽(yáng)極室厚度和體積。這種結(jié)構(gòu)既阻止了高鐵酸根擴(kuò)散到陰極被還原，還因?yàn)殛?yáng)極室與兩邊的陰極室同時(shí)有大面積的接觸而提高了電解效率。

圖2 雙陰極室夾一陽(yáng)極室雙隔膜式電解槽[11]

圖3 一種雙隔膜雙陰極圓筒形電解槽[12]

陳震等[12]設(shè)計(jì)了具有兩個(gè)陰極室和一個(gè)陽(yáng)極室的圓筒形電解槽，使用Nafion117陽(yáng)離子交換膜制備高鐵酸鹽溶液，如圖3 所示。采用這種結(jié)構(gòu)也可使陽(yáng)極內(nèi)外表面得到均勻而充分地利用，達(dá)到提高電流效率和高鐵酸鹽產(chǎn)物濃度的目的。

汪家權(quán)等[13]設(shè)計(jì)了一種帶緩沖室的雙隔膜電解槽（圖4），考察了陽(yáng)極室和緩沖室容積的大小對(duì)制備高鐵酸鈉溶液濃度的影響。發(fā)現(xiàn)在陽(yáng)極室容積一定的情況下，隨著緩沖室體積的增加，陰極室體積的減小，Na2FeO4濃度在增大。這是因?yàn)殛帢O發(fā)生析氫反應(yīng)后，陰極室的小體積能夠使氫氣大量外溢，使得電解液電阻減小。

1.2.3 在線連續(xù)制備電解槽

Licht等[14]發(fā)表了一種在線電解制備高鐵酸鹽裝置，整體結(jié)構(gòu)如圖5所示。使用350全氟耐堿的陽(yáng)離子交換膜，用細(xì)鋼絲作陽(yáng)極，用耐堿腐蝕的鎳作陰極；工作時(shí)，堿液從左端上管通入，進(jìn)入槽體發(fā)生電解反應(yīng)，產(chǎn)物高鐵通過右端管路流入下面待處理水管，處理流動(dòng)態(tài)的污水。該設(shè)備采用連續(xù)制備方法，更有利于工業(yè)流水線推廣使用。

圖4 帶緩沖室的雙隔膜式電解槽[13]

圖5 在線制備高鐵酸鹽電解裝置[14]

采用隔膜結(jié)構(gòu)可以有效阻止陽(yáng)極離子產(chǎn)物反混，減少副反應(yīng)發(fā)生，這對(duì)提高高鐵酸鹽產(chǎn)物濃度有利。但對(duì)膜的孔徑和耐腐蝕性以及半透性有嚴(yán)格的限制，而且膜還需要經(jīng)常清洗以及避免堵塞或滲漏，加大了生產(chǎn)成本及維護(hù)費(fèi)用。這些弊端限制了隔膜方法的推廣使用。

2 陽(yáng)極材料

在電化學(xué)法制備高鐵酸鹽的過程中，不同的陽(yáng)極材料電流效率差異很大，因此早期人們即對(duì)陽(yáng)極材料進(jìn)行詳細(xì)而深入的研究。影響陽(yáng)極材料電化學(xué)性能的主要有兩個(gè)方面：陽(yáng)極材料的組成和表面積。

2.1 可溶解性陽(yáng)極材料的組成

Bouzek等[15]的研究表明，純鐵電流效率最低，鋼次之，鑄鐵效率最高。后來很多人的研究成果證明了這一規(guī)律。

Nikolic-Bujanovic等[16]應(yīng)用循環(huán)伏安和動(dòng)電位極化測(cè)試法研究了純鐵、灰鑄鐵和白鑄鐵制備高鐵的效率，發(fā)現(xiàn)在20℃時(shí)白口鐵的活性比灰口鐵高出1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，這和很多人的研究結(jié)果一致。他們還發(fā)現(xiàn)，隨著電解溫度的升高，灰口鐵的活性在增加，到55℃時(shí)已高于白口鐵活性。Jiang等[17]選用了3種含碳量不同的鋼材作為電極材料進(jìn)行了電化學(xué)法制備高鐵酸鹽的實(shí)驗(yàn)，這3種鋼的含碳量分別是0.10%、0.11%和0.12%，結(jié)果表明電流效率最高的鋼含碳量為 0.11%而不是 0.12%?？梢婅F中碳含量和碳的形態(tài)對(duì)陽(yáng)極溶解性能有重要影響，以Fe3C存在的白口鑄鐵比以石墨形態(tài)存在的灰口鑄鐵活性更高。原因可能是Fe3C使鐵表面氧化層更容易溶解于強(qiáng)堿電解液中[15]。

研究還發(fā)現(xiàn)，鐵陽(yáng)極材料中含有一些特殊物質(zhì)也會(huì)提高電流效率。Denvir等[18]用含銀0.09%的鐵作為陽(yáng)極材料電解制備高鐵酸鹽，電流效率可達(dá)70%左右。而相同條件下，碳含量為 0.08%的鐵電極，電流效率降低為 12%。Lescuras-Darrou[19]、 Nikoli?-Bujanovi?[20]、Híve?[21]等的研究結(jié)果還表明鐵陽(yáng)極含有Si比純鐵活性高很多。

關(guān)于陽(yáng)極的形狀或表面積，許多學(xué)者[22-25]比較了用鐵塊、鐵絲、加壓鐵粉、鐵箔片為陽(yáng)極獲得的電流效率，結(jié)果表明比表面積大、多孔的陽(yáng)極可極大地提高電流效率，避免陽(yáng)極鈍化。

2.2 惰性陽(yáng)極

以前在電解合成高鐵酸鹽應(yīng)用中絕大多數(shù)使用的是含鐵陽(yáng)極材料，利用犧牲陽(yáng)極的電解法生產(chǎn)高鐵酸鹽，直到近年來惰性電極技術(shù)才逐漸引起研究者的關(guān)注。所謂惰性電極技術(shù)，是指以鉑等非溶解性物質(zhì)作為陽(yáng)極，而以鐵離子溶液或鐵粉末或鐵氧化物作為鐵源，加入到陽(yáng)極室電解液中進(jìn)行電解。有研究者[26-27]通過這種方法已成功制得高鐵酸鹽。

Sánchez-Carretero等[28]用導(dǎo)電性能較好的鉆石作為隔膜式電解槽的陽(yáng)極電極，將含鐵的粉末狀物質(zhì)投入陽(yáng)極室電解液中，在KOH溶液中電解合成了高鐵酸鹽。試驗(yàn)還對(duì)比了以針鐵礦、純鐵和氫氧化鐵3種鐵源的電合成效果，其中針鐵礦組高鐵產(chǎn)量最高，比鐵粉和氫氧化鐵優(yōu)勢(shì)明顯。

可用作陽(yáng)極惰性材料即非鐵材料的還有氧超電勢(shì)極大的SnO2-Sb2O3/Ti電極[29]。Sánchez-Carretero等[30]還嘗試了以摻硼鉆石電極為陽(yáng)極，以飽和Fe(OH)3溶液和鐵粉床作為鐵源生產(chǎn)高鐵酸鹽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以鐵粉為鐵源生產(chǎn)高鐵酸鹽效率更高。

以惰性電極作為陽(yáng)極生產(chǎn)高鐵酸鹽和以溶解鐵陽(yáng)極來生產(chǎn)高鐵酸鹽的反應(yīng)機(jī)理截然不同。Sharma等[31]指出，使用惰性材料作陽(yáng)極電解合成高鐵酸鹽的優(yōu)點(diǎn)在于可以使用Fe3+鐵源，避免了鐵作陽(yáng)極時(shí)鈍化的抑制作用。并且+3價(jià)鐵只需要轉(zhuǎn)移3個(gè)電子就可以變?yōu)?6價(jià)鐵，節(jié)省了一半電子轉(zhuǎn)移數(shù)。缺點(diǎn)也比較明顯：一是電解液中的鐵源溶解度低；二是生成的產(chǎn)物高鐵酸鹽和三價(jià)鐵源同在陽(yáng)極電解液中，致使高鐵酸鹽容易分解而導(dǎo)致濃度降低。未來不但要克服析出氧的副反應(yīng)，還要設(shè)法促進(jìn)鐵源和陽(yáng)極之間的有效傳質(zhì)。

總之，在電化學(xué)法制備高鐵酸鹽的過程中，陽(yáng)極材料的差異直接會(huì)影響電流效率。比表面積大有利于提高電流效率；含有一定量碳、銀、硅等雜質(zhì)的鑄鐵比純鐵、不銹鋼具有更高的電化學(xué)活性，能夠降低電極表面的鈍化作用，從而能提高電流效率。新近發(fā)展起來的惰性電極法值得進(jìn)一步深入研究。

3 電解液的組成與濃度

3.1 電解液的組成

電解液的組成對(duì)陽(yáng)極的鈍化和電流效率有一定的影響。Lapicque[5]、M inevski[32]等嘗試了以NaOH和KOH混合液為電解液直接制備高鐵酸鉀，他們發(fā)現(xiàn)混合電解液比單獨(dú)NaOH為電解液的電流效率更低。高鐵酸鈉的溶解性優(yōu)于高鐵酸鉀，可減輕陽(yáng)極鐵的鈍化作用，使更多的鐵溶出生成高鐵酸鹽。鉀離子的存在有利于形成高鐵酸鹽晶體。

Licht等[33]采用Ba(OH)2和NaOH混合液作電解液，電解鐵陽(yáng)極制備固體高鐵酸鋇，由于Ba(OH)2在濃NaOH溶液中的溶解度很低，效果不佳。H?ve?等[34]用NaOH和KOH的熔融液電解鐵陽(yáng)極制備高鐵酸鹽，結(jié)果表明鐵電極的鈍化現(xiàn)象較輕，電解效率較高，且得到的高鐵酸鹽在電解液中沒有分解。只是形成的產(chǎn)物難以與電解液分離，熔化過程也需要額外能量。為了減輕陽(yáng)極鈍化的形成，還有研究者[23]采用了LiOH和NaOH的混合液為電解液，發(fā)現(xiàn)LiOH的確能減輕鈍化作用，但在相同氫氧根濃度的條件下，這種混合電解液的電流效率仍比單獨(dú)NaOH溶液的低。同時(shí)由于LiOH的溶解度較NaOH低，使高鐵酸鹽的穩(wěn)定性變差。

3.2 電解液中添加劑對(duì)電解效率的影響

為了減少陽(yáng)極鈍化程度，提高電流效率，同時(shí)避免生成的高鐵酸鹽產(chǎn)物分解，以便得到較高濃度的高鐵酸鹽，人們研究了多種添加劑的效能，構(gòu)成了陽(yáng)極電解液的特殊組成。美國(guó)的 Deininger等[38]發(fā)現(xiàn)在高鐵中加入0.1%的氯化鈉，可以提高電流效率5%～10%，這是因?yàn)槲皆陉?yáng)極的Cl-能抑制陽(yáng)極鈍化膜的形成速度，并與中間產(chǎn)物形成絡(luò)合物，向有利于失去電子的方向轉(zhuǎn)化。但氯離子濃度過高在陽(yáng)極會(huì)發(fā)生析出氯氣的副反應(yīng)。

Schreyer等[35]的研究結(jié)果表明，NaCl、KCl和KNO3能加快高鐵酸鹽的分解速度，而I-、IO、IO和 IO的堿金屬鹽、MnO、SO、PO等對(duì)高鐵酸鹽具有穩(wěn)定作用。研究還發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e3+[36]、Ni2+和Co2+[37-38]會(huì)加速高鐵酸鹽的分解。畢冬勤[39]向陽(yáng)極電解液中加入幾種濃度為0.02%的添加劑，發(fā)現(xiàn)電流效率的提高從小到大依次為：NaCl＜NaBr＜無添加＜Na2MoO4＜NaF＜Na2SiO3＜Na3PO4＜KIO4。推測(cè)可能是由于這些含氧酸根在堿性條件下能形成帶更多負(fù)電荷的大體積聚合陰離子，會(huì)優(yōu)先吸附Fe3+，從而減緩了Fe3+對(duì)FeO的分解作用。而F-由于離子半徑小，電負(fù)性大，也能夠優(yōu)先被Fe3+吸附，并將Fe3+包裹住。尤學(xué)娜[40]選用了KI、Na2SiO3、KClO3、KBrO3、KIO3、CuCl2共 6種可以提高高鐵酸鹽合成效率的添加劑，發(fā)現(xiàn)在加入濃度為0.05mol/L 添加劑 0.5m L時(shí)，電流效率均有一定的提高，而Na2SiO3、KIO3、CuCl2提高幅度最大。并且當(dāng)三者混合比為 0.5∶0.5∶0.5及每種添加劑濃度均為1.25mmol/L時(shí)，對(duì)高鐵酸鉀合成最有利，可使電流效率升至61.96%。

3.3 電解液的濃度

研究發(fā)現(xiàn)，pH≥14是高鐵酸根產(chǎn)生的必要條件，電解液的濃度對(duì)產(chǎn)物高鐵酸鹽的穩(wěn)定性和陽(yáng)極鐵材料的反應(yīng)活性都有影響。

Koninck[24]、Yang[6]等研究了氫氧化鈉的濃度對(duì)電流效率的影響，發(fā)現(xiàn)隨著氫氧化鈉濃度從 1～18mol/L逐漸增加，電流效率先增加再降低。在NaOH的濃度為 14～16mol/L時(shí)電流效率最高，NaOH濃度為18mol/L時(shí)電流效率下降。原因可能是堿濃度過高，陽(yáng)極鈍化層形成過快，阻礙了鐵的進(jìn)一步溶出和電子的傳遞，而且堿濃度過高，溶液過于黏稠，使得生成的氣體難以排出，造成導(dǎo)電效率降低。Jiang等[17]也通過實(shí)驗(yàn)得出：NaOH溶液最佳濃度為16mol/L，電流密度為 3.6mA/cm2時(shí)，可以得到更高的電流效率和更低的電耗。

綜上可見，電解法生產(chǎn)高鐵酸鹽需要在較高濃度堿液下進(jìn)行，盡管生產(chǎn)固體高鐵酸鹽時(shí)部分堿液可以循環(huán)使用，但若直接使用液體高鐵酸鹽會(huì)使受體堿度大大增加。因此，有必要開發(fā)在低濃度堿液條件下高效率生產(chǎn)高鐵酸鹽的方法。

4 生產(chǎn)工藝參數(shù)對(duì)高鐵酸鹽產(chǎn)率的影響

電解法制備高鐵酸鹽工藝參數(shù)條件主要包括加壓方式、電流密度、電解溫度和電解時(shí)間等。

4.1 加壓方式

電源是電化學(xué)氧化法制備高鐵酸鹽的能量來源，從電解原理上本該使用直流電源，但是純直流電源在電解一段時(shí)間后非常容易在陽(yáng)極形成氧化膜而降低電流效率，為此人們對(duì)電源及加壓方式進(jìn)行了改進(jìn)。

Bouzek等[15]對(duì)電極的預(yù)處理進(jìn)行了研究。由于陽(yáng)極表面容易形成一層阻止鐵進(jìn)一步溶解的鈍化膜，降低了電流效率，他們采用了在電解前對(duì)陽(yáng)極進(jìn)行陰極極化的方法，以將陽(yáng)極表面的氧化膜除去，結(jié)果電效率提高到了40%。

Bouzek等[3，41-42]在直流電上疊加交流電，利用交流電負(fù)半周的還原作用減緩了氧化膜的生成，并在陽(yáng)極表面形成一層多孔的活化態(tài)鐵，增大了陽(yáng)極表面積和活性，達(dá)到了長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定電流效率的目的。交流電頻率、大小等參數(shù)有較大影響，當(dāng)交直流的電流密度比為 2.6∶1時(shí)，電流效率由 23.5%升至39.5%。夏慶余等[43]采用直流加間歇式負(fù)脈沖方波的加壓方式，電流效率比單純直流電解提高了約10%，并且指出方波脈沖的幅值與頻率至關(guān)重要，幅值太小不足以破壞氧化膜，負(fù)半周的還原電流過大也會(huì)將生成的高鐵酸鹽還原。可見將交流電或負(fù)脈沖與直流電適當(dāng)?shù)芈?lián)合使用，將會(huì)在一定程度上緩解陽(yáng)極鈍化的問題。

4.2 電流密度

電流密度是影響電流效率的一個(gè)重要指標(biāo)，電流密度越大，電流越大，耗電量就增加，但是所得高鐵酸鹽產(chǎn)物的量不一定增加，即電流效率不一定高。因?yàn)樯蒄eO的電流效率在很大程度取決于生成FeO與生成氧氣兩種反應(yīng)的速度比。當(dāng)電流密度過大時(shí)，電極析出氧副反應(yīng)加劇，而電流密度較小時(shí)陽(yáng)極鈍化嚴(yán)重，兩者都會(huì)降低制備高鐵的電流效率。所以電流密度不宜過高或過低，目前大都在較低的電流密度（0.5～40mA/cm2）下進(jìn)行，生成的電流效率最高在 70%左右，一般電流效率在50%以下。得到的高鐵濃度一般都低于 0.1mol/L，即低于Na2FeO4的飽和濃度0.12mol/L（約20g/L）。實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要找出最佳電流密度值，如 2009年Jiang等[44]研究發(fā)現(xiàn)，在隔膜式電解槽中氫氧化鈉濃度為16mol/L的電解液中進(jìn)行電解，最佳電流密度為3.6mA/cm2時(shí)，最高電流效率為43%，耗電量為0.2kW?h/g Fe6+。而Yang等[6]在14mol/L氫氧化鈉溶液中觀察到最佳電流密度為4.5mA/cm2時(shí)最高電流效率為69%。何偉春等[11，45-46]以4.3mA/cm2的電流密度在16mol/L的氫氧化鈉溶液電解6h，把高鐵濃度提高到 0.49mol/L，其前 3h平均電流效率可達(dá)49%，平均合成速率為0.12mol/(L?h)，制備1kg高鐵的耗電量為7.8kW?h。

4.3 電解溫度和電解時(shí)間

電解溫度和電解時(shí)間也是制備高鐵酸鹽的關(guān)鍵參數(shù)條件。Wangner等[47]的研究表明，溫度越高，高鐵酸鹽穩(wěn)定性越差，當(dāng)溫度超過80℃時(shí)高鐵酸鹽開始分解，故干燥高鐵酸鹽時(shí)溫度不能高于80℃。電解溫度過低，電化學(xué)反應(yīng)速度慢；電解溫度升高能加快電化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)也能促進(jìn)高鐵酸鹽的分解。很多研究者大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，電解溫度通常在30～50℃之間電流效率較高。電解時(shí)間則從 1h到5～6h不等，隨著電解時(shí)間的延長(zhǎng)，一方面高鐵酸鹽產(chǎn)品的絕對(duì)濃度會(huì)增加，同時(shí)陽(yáng)極鈍化程度也會(huì)逐漸加劇，造成電流效率降低。而且時(shí)間過長(zhǎng)，高鐵酸鹽也會(huì)開始分解，導(dǎo)致高鐵酸鹽的絕對(duì)濃度增加緩慢，甚至開始降低，因此需要通過實(shí)驗(yàn)找出最佳的電解溫度和電解時(shí)間。

4.4 其他輔助條件的影響

由于電解時(shí)易發(fā)生濃差極化現(xiàn)象，因此在陽(yáng)極加上攪拌裝置，可使得堿液濃度迅速到達(dá)電極表面。還有研究表明，電解合成高鐵酸鹽時(shí)用超聲處理可提高電解效率，Sánchez-Carretero等[30]的研究中，有超聲處理得到高鐵酸根離子產(chǎn)量約為0.27mmol；無超聲處理高鐵酸根離子產(chǎn)量約為0.1mmol。超聲空化泡崩潰時(shí)產(chǎn)生的微射流對(duì)電極表面有強(qiáng)烈的沖刷作用，加速了電荷的轉(zhuǎn)移，加快了高鐵酸根離子的生成。同時(shí)也使得鈍化膜溶解反應(yīng)的電荷轉(zhuǎn)移速率增加，使鈍化膜的溶解速率增加，因此提高了電流效率。

5 結(jié) 語(yǔ)

綜上可知，電解槽結(jié)構(gòu)、陽(yáng)極材料組成、電解液的組成和濃度、電流密度、電解時(shí)間等直接影響著電流效率。電解槽的結(jié)構(gòu)和陽(yáng)極材料的組成是最重要的影響因素。陽(yáng)極室體積減小、電流密度和電解時(shí)間適當(dāng)增加，可使最終Na2FeO4產(chǎn)品的濃度加大。陽(yáng)極材料表面積大，含有少量碳、硅的鑄鐵比純鐵活性高。新發(fā)展起來的惰性陽(yáng)極法值得深入研究。以氫氧化鈉作為電解液且濃度在14mol/L左右時(shí)效率較高，電解液中添加適當(dāng)?shù)难趸瘎┗蚋g性離子有助于減少陽(yáng)極鈍化和穩(wěn)定高鐵酸根離子。交直流疊加的加電源形式有利于緩解陽(yáng)極鈍化現(xiàn)象。

未來需要綜合考慮各方面因素的影響，設(shè)計(jì)新型合理的電解槽結(jié)構(gòu)，研發(fā)新的生產(chǎn)工藝，選擇高活性陽(yáng)極材料、適當(dāng)?shù)募与姺绞?，以?shí)現(xiàn)在低濃度電解液條件下連續(xù)、高效率地生產(chǎn)高鐵酸鹽，降低生產(chǎn)成本，得到高濃度的高鐵酸鹽產(chǎn)品。

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