mA/cm 2,电解3h后得到的高铁酸钾的浓度为5. 54g/L ; 高铁酸钾生成浓度随时间变化情况见图1。
[0051] 实施例2
[0052] 采用电解装置，该电解装置包括：超声波发生器：置于所述超声波发生器的电解 槽，所述的电解槽通过全氟离子膜分隔成阴极室和阳极室；
[0053] 配置16mo 1 /L的氢氧化钾溶液作为阳极电解液，2mo 1 /L的氢氧化钾溶液作为阴极 电解液，采用全氟离子膜，使用一个阴极室和一个阳极室。将阴极置于阴极室中，将阳极置 于阳极室中，阴极采用纯镍板，阳极采用铁网，向阴极室中加入阴极电解液，向阳极室中阳 极电解液；电解采用稳压电源，电压为12V，超声波发生器的功率为600W，频率为40kHz。在 阳极室内部设有螺旋环绕的冷却管，冷却管内通入冷水以保持电解液的温度不至于过高， 控制电解液温度为35°C，电流密度lOOmA/cm 2,电解3h后得到的高铁酸钾的浓度为9. 70g/ L ;高铁酸钾生成浓度随时间变化情况见图1。
[0054] 实施例3
[0055] 采用电解装置，该电解装置包括：
[0056] 超声波发生器：
[0057] 置于所述超声波发生器的电解槽，电解槽通过两块全氟离子膜分隔成一个阴极室 和两个阳极室，阴极室两侧各分布有一个阳极室，即两块全氟离子膜将电解槽分隔成三部 分，依次为阳极室、阴极室和阳极室。
[0058] 配置16mo 1 /L的氢氧化钾溶液作为阳极电解液，2mo 1 /L的氢氧化钾溶液作为阴极 电解液，阴阳极室中均加入氯化钾，浓度均为lmol/L，采用全氟离子膜，使用一个阴极室和 两个阳极室。将阴极置于阴极室中，将阳极置于阳极室中，阴极采用纯镍板，阳极采用铁网， 向阴极室中加入阴极电解液，向阳极室中阳极电解液。电解采用稳压电源，电压为12V，超 声波发生器的功率为600W，频率为40kHz。在阳极室内部设有螺旋环绕的冷却管，冷却管内 通入冷水以保持电解液的温度不至于过高，控制电解液温度为35°C，电流密度lOOmA/cm 2， 电解3h后得到的高铁酸钾的浓度为29. 72g/L ;高铁酸钾生成浓度随时间变化情况见图1。
[0059] 实施例4
[0060] 采用电解装置，该电解装置包括：
[0061] 超声波发生器：
[0062] 置于所述超声波发生器的电解槽，电解槽通过两块全氟离子膜分隔成一个阴极室 和两个阳极室，阴极室两侧各分布有一个阳极室，即两块全氟离子膜将电解槽分隔成三部 分，依次为阳极室、阴极室和阳极室。
[0063] 配置16mol/L的氢氧化钾水溶液作为阳极电解液，2mol/L的氢氧化钾水溶液作为 阴极电解液，阴阳极室中均加入氯化钾，浓度均为lmol/L，阳极室中还加入硅酸钠稳定剂， 浓度为0.lmol/L，采用全氟离子膜，使用一个阴极室和两个阳极室。将阴极置于阴极室中， 将阳极置于阳极室中，阴极采用纯镍板，阳极采用铁网，向阴极室中加入阴极电解液，向阳 极室中阳极电解液。电解采用稳压电源，电压为12V，超声波发生器的功率为600W，频率为 40kHz。在阳极室内部设有螺旋环绕的冷却管，冷却管内通入冷水以保持电解液的温度不至 于过高，控制电解液温度为35°C，电流密度200mA/cm2,启动超声波发生器，电解3h后得到 的高铁酸钾的浓度为43. 56g/L ;高铁酸钾生成浓度随时间变化情况见图1。
[0064] 实施例1和2作为比较例，从本发明实施例3和4比较实施例1和2，可以看出，特 定电解装置的结构下，在适当的反应电压、电流密度、温度、超声作用下，可以有效制得高铁 酸钾溶液。
[0065] 应用例1
[0066] UV254值是水中一些有机物在254nm波长紫外光下的吸光度，反映的是水中天然存 在的腐殖质类大分子有机物以及含C = C双键和C = 0双键的芳香族化合物的多少。在水 溶液中，高铁酸钾以高铁酸（Fe042 )形式存在，具有极强的氧化性，在酸性和碱性条件下的 氧化还原电位分别为+2. 20V和+0. 72V。高铁酸钾对于水中某些有机物具有良好的氧化作 用，能够明显降低水中的UV254。
[0067] 将实施例4中制备的高铁酸钾溶液按不同的浓度进行实验。在不同的Fe( VI)浓 度下，反应5min后，UV254值变化如图2所示。
[0068] 应用例2
[0069] 常规水处理工艺中，一般是通过添加次氯酸钠或二氧化氯等消毒剂来杀灭细菌病 毒等，但容易产生三卤甲烷等消毒副产物，危害人类身体健康。高铁酸钾对各种细菌病毒均 有良好的灭活作用，其强氧化性可破坏细菌的如细胞壁、细胞膜等结构及细胞结构中的一 些物质（如酶等），抑制和阻碍蛋白质及核酸的合成，使菌体的生长和繁殖受阻，从而起到 杀死菌体的作用。少量的高铁酸钾即可达到良好的杀菌效果。
[0070] 将实施例4中制备的高铁酸钾溶液按不同的浓度进行杀菌实验。在不同的Fe(VI) 浓度下，反应5min后，杀菌率如图3所示。
【主权项】
1. 一种利用超声波电解制备液态高铁酸钾的方法，其特征在于，采用电解装置，该电解 装置包括： 超声波发生器： 置于所述超声波发生器的电解槽，所述的电解槽通过全氟离子膜分隔成阴极室和阳极 室； 该方法包括以下步骤： 1) 将阴极置于阴极室中，将阳极置于阳极室中，向阴极室中加入阴极电解液，向阳极室 中阳极电解液； 阳极电解液中，溶剂为水，氢氧化钾的浓度为14~18mol/L，氯化钾的浓度为0. 5~ 2mol/L ； 阴极电解液中，溶剂为水，氢氧化钾的浓度为1~3mol/L，氯化钾的浓度为0. 5~ 2mol/L ； 2) 电解过程中，启动超声波发生器，电解的电流密度为50mA/Cm2-200mA/cm2,电解温度 控制为30°C~40°C，电解完成后，得到液态高铁酸钾。2. 根据权利要求1所述的利用超声波电解制备液态高铁酸钾的方法，其特征在于，所 述的电解槽通过两块全氟离子膜分隔成一个阴极室和两个阳极室，所述的阴极室两侧各分 布有一个阳极室。3. 根据权利要求1所述的利用超声波电解制备液态高铁酸钾的方法，其特征在于，所 述的全氟离子膜的厚度为100 y m~140 y m。4. 根据权利要求1所述的利用超声波电解制备液态高铁酸钾的方法，其特征在于，步 骤1)中，所述的阴极采用纯镍板，所述的阳极采用铁网。5. 根据权利要求1所述的利用超声波电解制备液态高铁酸钾的方法，其特征在于，步 骤1)中，所述的阳极电解液中，还含有硅酸钠稳定剂，浓度为0. lmol/L。6. 根据权利要求1所述的利用超声波电解制备液态高铁酸钾的方法，其特征在于，步 骤2)中，电解过程中，所述的超声波发生器的功率为500~700W，频率为30~50kHz。7. 根据权利要求1所述的利用超声波电解制备液态高铁酸钾的方法，其特征在于，步 骤2)中，电解的电流密度为100mA/cm 2-200mA/cm2。8. 根据权利要求1所述的利用超声波电解制备液态高铁酸钾的方法，其特征在于，步 骤2)中，电解的时间为2~4h。9. 根据权利要求1所述的利用超声波电解制备液态高铁酸钾的方法，其特征在于，步 骤2)中，电解采用稳压电源，电压为10~12V。10. -种利用超声波电解制备液态高铁酸钾的方法，其特征在于，采用电解装置，该电 解装置包括： 超声波发生器： 置于所述超声波发生器的电解槽，所述的电解槽通过两块全氟离子膜分隔成一个 阴极室和两个阳极室，所述的阴极室两侧各分布有一个阳极室，全氟离子膜的厚度为为 120 ym； 该方法包括以下步骤： 1)将阴极置于阴极室中，将阳极置于阳极室中，向阴极室中加入阴极电解液，向阳极室 中阳极电解液； 所述的阴极采用纯镍板，所述的阳极采用铁网； 阳极电解液中，溶剂为水，氢氧化钾的浓度为16mol/L，氯化钾的浓度为lmol/L，娃酸 钠稳定剂，浓度为〇? lmol/L ; 阴极电解液中，溶剂为水，氢氧化钾的浓度为2mol/L，氯化钾的浓度为lmol/L ; 2)电解过程中，启动超声波发生器，声波发生器的功率为600W，频率为40kHz，电解采 用稳压电源，电压为12V，电解的电流密度为200mA/cm2,电解温度控制为35°C，电解3h后， 得到液态高铁酸钾。
【专利摘要】本发明公开了一种利用超声波电解制备液态高铁酸钾的方法，采用电解装置，该电解装置包括：超声波发生器：置于所述超声波发生器的电解槽，所述的电解槽通过全氟离子膜分隔成阴极室和阳极室；该方法包括以下步骤：1)阳极电解液中，溶剂为水，氢氧化钾的浓度为14～18mol/L，氯化钾的浓度为0.5～2mol/L；阴极电解液中，溶剂为水，氢氧化钾的浓度为1～3mol/L，氯化钾的浓度为0.5～2mol/L；2)电解过程中，启动超声波发生器，电流密度为50-200mA/cm2，温度为30～40℃，电解完成后，得到液态高铁酸钾。该方法具有步骤简单、操作方便、产物浓度高等优点。
【IPC分类】C25B9/08, C25B15/00, C25B1/14
【公开号】CN105040023
【申请号】CN201510379565
【发明人】李聪, 赵敬国, 张可佳, 张土乔, 杨玉龙, 董飞龙, 毛欣炜
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年6月29日