Fe--N--C催化气体扩散电极电解制备高铁酸钠的研究的开题报告.docx

Fe--N--C催化气体扩散电极电解制备高铁酸钠的研究的开题报告
摘要：
高铁酸钠是一种重要的化工原材料，在电化学合成中得到了广泛的应用。传统合成方法的缺点是成本高、环境污染大。本研究主要采用电解还原法来合成高铁酸钠，通过改变电极材料、电解液配方、电解温度和电流密度等来寻找最佳制备条件。实验结果表明，Fe-N-C催化气体扩散电极电解制备高铁酸钠的效果优良，可为高效、环保的高铁酸钠产业生产提供一定的技术支持。
关键词：高铁酸钠；电化学合成；电解还原法；催化气体扩散电极；Fe-N-C。
一、研究背景
高铁酸钠是一种重要的辅助助剂，在化工、冶金等多个领域都有广泛的应用。高铁酸钠具有强氧化性、易溶于水、极大难溶于有机溶剂等特点，能够对金属离子、有机物、硫、氰等物质进行氧化处理。因此，高铁酸钠在重金属处理、废弃物处理、水处理、电镀等领域中发挥着重要的作用。
目前，高铁酸钠的制备方法主要分为化学和电化学两类。化学方法通常是采用碳酸钠和铁盐直接反应得到，但该方法存在的问题是反应产生大量的废弃物和有害气体，处理难度大；电化学合成方法具有成本低、环保的优势，但仍然受到电极材料、电解液配方、电解温度和电流密度等因素的影响。
因此，本研究将采用电解还原法来合成高铁酸钠，通过调整电极材料、电解液配方、电解温度和电流密度等制备条件来优化合成方法，为高效、环保的高铁酸钠产业生产提供技术支持。
二、研究内容
本研究将采用电解还原法来合成高铁酸钠，研究内容主要包括以下几个方面：
1.电极材料的选择：在电解还原法中，电极材料是影响电解合成效果的重要因素。本研究将选择不同材料的电极进行对比研究，以寻找最佳的电极材料。
2.电解液配方的优化：电解液的组成对电解还原法合成高铁酸钠的效果有很大影响。本研究将选择不同电解液进行对比研究，以发现最佳电解液配方。
3.电解温度和电流密度的影响：电解温度和电流密度是控制电解反应速率和质量的重要参数。本研究将分别对电解温度和电流密度进行不同范围内的实验研究。
4.Fe-N-C催化气体扩散电极电解制备高铁酸钠：在前三个方面的基础上，本研究将采用Fe-N-C催化气体扩散电极来进一步提高高铁酸钠的合成效率和质量。
三、研究意义
本研究将在电化学合成高铁酸钠方面进行一定的探索和实践，对高铁酸钠产业的推动具有一定的意义：
1.优化高铁酸钠的制备方法：通过电解还原法来合成高铁酸钠，制备方法更为环保高效。
2.寻找最佳的制备条件：在电解还原法中，选用最佳的电极材料、电解液配方、电解温度和电流密度等条件，能够提高高铁酸钠的合成效率和质量。
3.提高高铁酸钠的合成效率和质量：采用Fe-N-C催化气体扩散电极来制备高铁酸钠，能够更加高效地合成高质量的产品。
四、研究计划
本研究总计时长为12个月，详细研究计划如下：
1.第1-2个月：收集相关文献和资料，了解高铁酸钠的制备方法和电解还原法的基本原理。
2.第3-4个月：选购电极材料、电解液配方、实验室设备等，进行前期实验准备工作。
3.第5-7个月：进行电极材料的选择和电解液配方的优化实验，得出最佳的制备条件。
4.第8-9个月：研究电解温度对高铁酸钠合成的影响。
5.第10-11个月：研究电流密度对高铁酸钠合成的影响。
6.第12个月：采用Fe-N-C催化气体扩散电极来制备高铁酸钠，评价效果和研究成果。
五、参考文献
1.胡勇、黄炜刚、李文静等.高温电解还原法制备铁粉[J].工程科学与技术,2017,2(4):1-3.
2.张曼,王建业.电解还原法制备高铁酸钠[J].单元操作,2016,35(8):123-127.
3.范崇川，张岩，张新杰等.碱性高铁酸钠的合成及其在水处理中的应用[J].化学工业与工程进展,2016,35(5):1237-1245.