聚合硫酸铁范文

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聚合硫酸铁PFS是性能优越的无机高分子絮凝剂，与水以任意比例混合,可广泛用于工业废水、城市污水，工业用水以及饮用水的处理。同传统的无机盐类混凝剂相比，有以下的优点[2]：絮凝体形成速度快，颗粒密实，沉降速度快；对于各种废水中的COD、BOD、色度及重金属有良好的去除效果；絮粒同微生物结合能力强，对浮游生物等微生物有良好的去除效果；对原水水温及pH值适应范围广；能降低出水中亚硝氮及铁的含量；对污泥有良好的脱水性。PFS合成原料广泛，产品价格低。目前，主要生产方法是以硫酸亚铁为原料，经氧化、水解和聚合三步反应后制得产品；氧化反应目的是使Fe2+转变成Fe3+；具体的方法有：直接氧化法、催化氧化法、一步法、两步法、微生物氧化法、雾化法等。本次实验采用催化氧化法，以硫酸亚铁为原料，亚硝酸钠为催化剂，氧气为氧化剂，经氧化、水解和聚合制得PFS。

1实验部分

1.1实验原理

七水硫酸铁在酸性条件下，被氧化剂氧化成硫酸铁，经水解、聚合得到红褐色的聚合硫酸铁。主要反应如下：

（1）氧化反应…（1-1）

（2）水解反应…（1-2）

（3）聚合反应…（1-3）

氧化、水解、聚合三个反应同时存在于一个体系中，相互影响，相互促进。氧化反应是三个反应中最慢的一步，它控制着整个反应过程[3]

1.2实验方案

催化氧化法制备PFS，通过单因素实验研究反应温度，反应时间，总铁与总酸根比例和亚硝酸钠用量对PFS制备的影响；再通过正交实验找到制备PFS的实验室最佳合成条件；反应结果以Fe2+的转化率表示。

1.3实验流程

将定量的硫酸亚铁和硫酸水溶液加入三口瓶中，置于一定温度的水浴上加热，边搅拌边徐徐加入NaNO2，同时通入氧气进行氧化反应。

1.4主要试剂与仪器

搅拌器电子称比重计恒温水浴锅复合电极酸度计干燥箱等仪器；硫酸亚铁亚硝酸钠浓硫酸氢氧化钠盐酸等药品

1.5实验装置

2实验结论：

2.1单因素实验

温度在50℃~60℃;[SO42-]:[Fe]总的比值为1.40/1～1.50/1；按[SO4]：（[Fe]总=1.40/1）NaNO2（10%）量7~8ml（硫酸亚铁量为80g）;反应3~4小时为较好反应参数范围。

2正交实验：

按照单因素实验结果选定四个因素的三个较优水平。如下表2-5所示。

表2-1因素水平表

正交实验结论：因素的主次顺序为D〉A>B>C，最优水平为A2B1C2D2,即反应温度55℃，NaNO2用量7ml，H2SO4用量8ml，反应时间3.5h。

（2）对产品进行性能测试：得到的产品密度、盐基度、pH值、铁含量符合国家聚合硫酸铁合格产品质量标准。

正交实验和性能测试结论:因素影响的主次顺序为时间>温度>NaNO2加入量>硫酸用量；因素最优水平为A2B1C2D2,即反应温度55℃，NaNO2(10%)用量7ml，H2SO4用量8ml，反应时间3.5h。

摘要：本文以硫酸亚铁原料，用亚硝酸钠催化氧化法合成聚合硫酸铁;单因素实验研究反应温度、反应时间、总铁/总酸根和亚硝酸钠量对合成影响;正交实验得最佳条件：反应温度55℃；按[SO4]：[Fe]总=1.40/1；NaNO2（10%）量7ml（硫酸亚铁量为80g）；反应时间3.5小时。

关键词：催化氧化法;聚合硫酸铁;最佳条件