摘要：介紹了制備二氧化氯和各種 方法 及在水處理、食品、造紙等領域的 應用 ，表明二氧化氯新產品的開發和應用具有廣闊的前景。

關鍵詞：二氧化氯 制備 應用

 二氧化氯是一種黃綠色具有刺激性氣味的氣體。沸點11℃，凝固點-59℃，易溶于水。液態或氣態的二氧化氯都不安定，易揮發，易爆炸。早在1811年就由英國化學家Humphrey Davey制得，但由于二氧化氯的不穩定性使得大規模的應用受到了限制。直到近十幾年來才引起人們的極大關注，國外正在積極開發和研制各種新產品，擴大應用范圍。 目前 國際上公認二氧化氯很有開發和應用的價值，市場前景廣闊。但是，二氧化氯在我國的應用尚不夠廣泛，為此本文將介紹有關二氧化氯的各種制備方法及在各領域中的應用。

1 二氧化氯及穩定性二氧化氯的制備

1.1二氧化氯的制備

1.1.1化學法

⑴氯酸鈉還原法

以氯酸鈉為原料制備二氧化氯時,常用的還原劑和發生的化學反應如下:

方法還原劑化學反應

 Mathieson法SO2+H2SO42NaCLO3+SO2+H2SO4══2CLO2+2NaHSO4

 R1法SO2+H2O3NaCLO3+4SO2+3H2O══2CLO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCL

 R2法NaCL+H2SO4NaCLO3+NaCL+H2SO4══CLO2+½CL2+Na2SO4+H2O

 SolveyCH3OH+H2SO42NaCLO3+2H2SO4+3CH4OH══2CLO2+2NaHSO4+HCHO+2H2O

R5法無水HCLNaCLO3+2HCL══CLO2+½CL2+H2O+NaCL

 有機酸法H2C2O4+H2SO42NaCLO3+H2SO4+H2C2O4══2CLO2+2CO2+Na2SO4+2H2O

NO2NaCLO3+NO2══NaNO3+CLO2

 Na2SO3+H2SO42NaCLO3+Na2SO3+H2SO4══2CLO2+Na2SO4+H2O

⑵亞氯酸鈉氧化法

A.與氯氣反應

2NaCLO2+CL2══2CLO2+2NaCL

B.與鹽酸反應

5NaCLO2+4HCL══4CLO2+5NaCL+2H2O

C.與硫酸反應

10NaCLO2+5H2SO4══8CLO2+5Na2SO4+2HCL+4H2O

D.與酸化后的次氯酸鈉反應

NaCLO+HCL══NaCL+HOCL

HCL+HOCL+2NaCLO2══2CLO2+2NaCL+H2O

1.1.2電解法

 目前仍采用亞氯酸鹽電解氧化和氯酸鹽電解還原法制備二氧化氯.此法較化學法制備的二氧化氯純度高,但要求的電極材質高,電耗也較大.因此,目前在大規模的生產中,還無法與傳統的化學法競爭.在飲用水消毒工藝中,也常用電解飽和濃度的食鹽溶液制取二氧化氯,但反應過程中還伴生有氯氣、臭氧、氫氣等其他氣體。

1.2穩定性二氧化氯的制備

 穩定性二氧化氯是80年代為推廣應用二氧化氯而開發的新型產品。它無色、無味、無毒、無腐蝕性，不易燃，不揮發。目前該產品的生產工藝主要是氯酸鹽或亞氯酸鹽經酸化作用，發生高純度的二氧化氯氣體，經空氣或惰性氣體稀釋后，通入穩定劑溶液中吸收而成。穩定劑主要指碳酸鈉、過碳酸鈉、硼酸鈉、硅酸鈉等。近年來，發達國家相繼開發了固體穩定性二氧化氯。據報道，將硅酸鈣與二氧化氯穩定液混和，硅酸鈣吸附溶液中二氧化氯后可制得固體二氧化氯。除硅酸鈣外，分子篩、硅膠等多孔性物質也可吸附二氧化氯制固體二氧化氯。

2.二氧化氯和穩定性二氧化氯的應用

2.1 工業 和飲用水處理

 工業冷卻水和廢水中存在的微生物對設備產生微生物誘導腐蝕，造成很大的 經濟 損失。為抑制微生物的生長和繁殖，需在水處理系統使用殺生劑。二氧化氯就是一種新型的有效殺生劑。它對工業水中存在的主要菌種具有強的殺滅作用，較傳統的氯氣殺生劑有以下優點：

⑴用量省，殺菌效果好，作用快。

⑵殺菌效果不受PH值的 影響 ，因此特別適合于合成氨等堿性水處理系統。

⑶殺菌的同時不會產生有機氯致癌物，符合環保要求。

⑷二氧化氯的氧化性強于氯氣，能除去工業廢水中的氰化物、酚類、硫化物和惡臭物質。

⑸降低能耗和處理費用

 雖然生產1kg的二氧化氯需耗能11.6kwh，而產生1kg的氯氣為2kwh，但對于工業冷卻水，二氧化氯的日投加量約為氯氣投加量的幾十分之一，甚至幾百分之一，因此從總的成本核算二氧化氯比氯氣更經濟。下表列出了國外合成氨廠用氯法和二氧化氯法處理冷卻水的情況，通過兩種方法的比較可見，用二氧化氯取代氯氣作為工業冷卻水的殺生劑可以取得更好的經濟效益。

氯法和二氧化氯法處理冷卻水

 工廠循環水量(t·h-1)氯投加量kg/d二氧化氯投加 量kg/d二氧化氯法較氯 法 節 能

kwh二氧化氯法較氯法節約費用

元/天

133001042.3144139

2684054411952758

注:氯氣按2元/千克計,二氧化氯按30元/千克計

 國外二氧化氯在工業水處理系統的應用始于上世紀七十年代.穩定性二氧化氯產品的問世,為其在工業水處理的應用創造了條件。在使用時,其投加方式和測試系統與氯相同,有望不久的將來,在我國用二氧化氯代替氯氣處理工業水。

 1944年美國首先采用二氧化氯處理飲用水，到目前已有400多家水廠應用二氧化氯。在歐洲自1850年開始用二氧化氯處理飲用水以來，目前已 發展 成數千家水廠在使用。二氧化氯除對一般的細菌有殺滅作用外，對孢子、甲型和乙型肝炎病毒等也有很好的殺滅作用。二氧化氯還可除臭、除味、脫色、除鐵、除錳，減少水中致癌物的形成，因此是理想的飲用水消毒劑。

2.2造紙工業

 二氧化氯是一種優良的漂白劑，目前在北美、西歐和日本幾乎全部用它代替氯氣來漂白紙漿。它作為漂白劑，能徹底去色素和雜質，效果極佳。本身性能柔和，不損傷纖維，迄今為止，還未發現有其它漂白劑可與之媲美。據報道，造紙工業使用穩定性二氧化氯還能有效地驅散紙漿中的粘液及無機沉積物，從而消除紙漿中固體塊狀的形成，提高紙張質量。

2.3食品工業

 世界衛生組織將穩定性二氧化氯列為IA級高效安全消毒劑，在國外已廣泛用于食品工業。利用穩定性二氧化氯浸泡肉類、海鮮可殺死體內病菌，且不會使蛋白質改性，故能有效地延長貯藏期，達到保鮮效果。穩定性二氧化氯也可用于魚蝦類飼養水的消毒、牛奶場，食品加工設備、管道、貯槽、混合槽等的殺菌。在食品生產車間的墻體涂料中添加適量的穩定性二氧化氯，可有效防止生霉。

2.4其他方面

 在醫學上穩定性二氧化氯可用于醫療器械消毒、隱形眼鏡片消毒，殯儀館尸體防腐。還可 治療 白發癥，治療6個月可使頭發幾乎全部變黑。日本開發也了一系列固體二氧化氯新產品，如將二氧化氯加入各種表面活性劑制成殺菌洗滌劑，去污能力遠遠超過了普通洗衣粉，而且可殺死各類傳染病菌，深受家庭主婦青睞。在室內空調系統中，裝入少量固體二氧化氯產品，可保持室內空氣清新。此外，它還可以用于汽車除臭消毒、米糠油凈化等等。

 綜上所述，二氧化氯制備方法多種多樣，國外對二氧化氯的開發、推廣應用十分活躍。我國應加快 研究 開發各種二氧化氯產品，以取得廣泛的經濟環保效益。

參考 文獻

⒈劉佩珠.二氧化氯生產技術進展, 現代 化工,1991(1),33-36

⒉周忠清,黃志明.穩定性二氧化氯的開發 應用 ,現代化工,1994(5),52-53

⒊賀啟環.二氧化氯用作冷卻水系統殺生劑的評述, 工業 水處理,1994.14(3),7-9

⒋謝慧芳等.非水溶液法制備穩定性二氧化氯新工藝,工業水處理,1997.17(3)14-16

⒌袁斌.直接電解氯酸鹽制備二氧化氯的 研究 ,現代化工,1995(3),22-23

⒍孫曉然等.水處理用二氧化氯制備新工藝的研究,工業水處理,1997,17(6),9-10

⒎張松斌.氯消毒飲水與人體健康,現代化工,1994(8),42-43

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