催化氧化法制备聚合硫酸铁的原理

发布时间:2019-03-04 15:33 | 编辑:夏阳化工科技 | 437 次浏览
催化氧化法制备聚合硫酸铁的原理聚合硫酸铁在工业生产中多采用催化氧化法。即以硫酸亚铁及硫酸为原料，借助催化剂(NaNO2)的作用，利用氧化剂使硫酸亚铁在酸性介质中被氧化成三价铁离子。然后用氢氧化钠中和，调整碱化度进行水解，聚合反应制得聚合硫酸铁。其制备原理如下：（1）催化氧化反应(慢反应)：2FeSO4+ (1/2)O2+ H2SO4—→ Fe2(SO4) 3+ H2O（2）水解反应(快反应)：Fe2(SO4) 3+ H2O —→ Fe2(OH)n(S...

 

催化氧化法制备聚合硫酸铁的原理

 

   聚合硫酸铁在工业生产中多采用催化氧化法。即以硫酸亚铁及硫酸为原料，借助催化剂(NaNO2)的作用，利用氧化剂使硫酸亚铁在酸性介质中被氧化成三价铁离子。然后用氢氧化钠中和，调整碱化度进行水解，聚合反应制得聚合硫酸铁。其制备原理如下：

 

（1）催化氧化反应(慢反应)：

2FeSO4 + (1/2)O2 + H2SO4—→ Fe2(SO4) 3 + H2O

（2）水解反应(快反应)：

Fe2(SO4) 3+ H2O —→ Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 + (n/2) H2SO4

（3）聚合反应(快反应)：

m[Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2] —→[Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 ] m

2NO + O2 —→ 2NO2

2 FeSO4 + H2SO4 + NO2 —→ Fe2 (SO4 ) 3 + NO + H2O

Fe2(SO4) 3+ nNaOH —→ Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 + (n/2) Na2SO4

m[Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2] —→[Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 ] m

副反应：

2NO2 + H2O —→ HNO2 + NO

 

此法简单易行，但尚有不足之处。催化剂NaNO2是致癌物质，且生产过程中投加量大，产品中的亚硝酸根离子易超标，限制了其在饮用空气净化中的应用；氮的氧化物排出，污染环境，后处理工序复杂；反应速率慢，要适应大规模工业化生产，需采用改进措施。

 

为解决上述不足，不少研究者提出了许多有意义的改进方法，如加温加压，改善生产工艺，添加助催化剂，配以强力搅拌，寻找更为有效且无毒的催化剂等。采用催化法生产聚合硫酸铁，虽然已进入了工业化的阶段，但在改进工艺和设备，缩短反映时间，提高生产效率，降低生产成本和能耗等方面，仍有待科研工作者去进一步研究解决。

 

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