鉻鐵電化學(xué)氧化法是一種新的制備鉻酸鈉的方法,然而高碳鉻鐵在NaOH水溶液中的電化學(xué)氧化過程尚不明確。采用循環(huán)伏安法（CV）、穩(wěn)態(tài)極化法（LSV）等電化學(xué)測試方法對金屬鉻、高碳鉻鐵在NaOH水溶液中的電化學(xué)氧化過程進行研究,通過掃描電子顯微鏡（SEM）、能量散射譜（EDS）和X射線光電子能譜（XPS）對高碳鉻鐵電解后固相產(chǎn)物表征,判斷固相產(chǎn)物的組成。結(jié)果表明,高碳鉻鐵不同于金屬鉻的電氧化過程,它在NaOH溶液中通過Cr（0）→Cr（Ⅵ）的電氧化方式生成鉻酸鈉,中間產(chǎn)物Cr（OH）₃和Fe（0）發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)生成穩(wěn)定的FeCr₂O₄。隨著NaOH濃度的增加,電勢較低時,受高碳鉻鐵中Fe（0）的影響,高碳鉻鐵容易在NaOH水溶液中發(fā)生鈍化;當(dāng)電勢足夠正時,鈍化膜溶解,生成鉻酸鈉、氫氧化鐵和亞鉻酸亞鐵,同時,陽極表面有氧氣析出。高碳鉻鐵電化學(xué)氧化制備鉻酸鈉的適宜條件:堿濃度≥2 mol/L,陽極電勢≥1.6 V（vs.SCE）。 

【文章來源】：應(yīng)用化學(xué). 2020,37(06)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

金屬鉻電極(a)、高碳鉻鐵電極(b)在0.1 mol/L NaOH溶液中的循環(huán)伏安曲線

為了驗證為鉻酸鈉的脫附峰,測定了加入0.001 mol/L鉻酸鈉對金屬鉻在0.1 mol/L NaOH溶液中CV曲線的影響,結(jié)果如圖2所示。 比較圖2曲線a和b,當(dāng)電勢負(fù)掃至1.05 V時的峰面積明顯增大,說明溶液中鉻酸鈉的存在使電極表面附著的鉻酸鈉更容易發(fā)生脫附。當(dāng)電勢負(fù)掃至0.78 V,發(fā)生還原反應(yīng)如式(3)所示[6]:

電勢從-1.6 V開始向電勢正方向掃描,當(dāng)電勢范圍在-1.6～0.40 V內(nèi)電流密度無明顯變化。 因為高碳鉻鐵電極在靜止?fàn)顟B(tài)下不發(fā)生選擇性溶解,所以在低電勢范圍內(nèi)電極發(fā)生電化學(xué)氧化生成了Fe(OH)2、Fe3O4、Fe2O3和Cr(OH)3[12-14]。 此時,由于Fe(OH)2、Fe3O4、Fe2O3和Cr(OH)3的生成量少,高碳鉻鐵未出現(xiàn)明顯的氧化峰。電勢正掃至0.40 V時,電流密度迅速上升,高碳鉻鐵電極表面開始析氧。 隨后,電勢繼續(xù)正移,電極表面生成了紅棕色的固相含鐵氧化物,同時,電解液變黃生成了6價的鉻酸鈉。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]硫代硫酸鈉處置含鉻污染土壤效果及形態(tài)分析[J]. 高煥方,李亞玲,王東,鄭佳,張恩智,嚴(yán)歡,李聰.  工業(yè)安全與環(huán)保. 2019(09)

博士論文
[1]水溶液中鉻電氧化還原過程及鉻系材料制備[D]. 張波.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院青海鹽湖研究所) 2017



本文編號：3263418