稳定性二氧化氯的制备及其方法研究_徐学笛

二氧化氯是一种强氧化剂,具有高效、广谱、安全的杀菌消毒能力,与传统的液氯消毒法相比具有无法比拟的优势。ClO2除了能使水中的致癌物质转化为无致癌性物质以外,还能杀灭几乎所有的致病微生物、真菌及病毒等[1]。因此,ClO2被广泛应用于医疗器械、衣被、食品饮料及餐具等的消毒[2]。但是由于液体二氧化氯具有强烈刺激性、不稳定性、高浓度易爆等特点,且在常压及20℃时在水中的溶解度只有8.3g/L[3],其应用受到很大限制。我国拥有13亿人口,随着改革开放的深入,人们生活水平日益提高,对环境和卫生保健的要求也越来越高。食品、造纸、日用化工等领域对杀菌、消毒、保鲜、除臭和漂白剂有着巨大的需求。因此,作为新型漂白杀菌消毒剂———稳定性二氧化氯,在我国拥有十分广阔的市场。而现在我国的二氧化氯还处于起步阶段,实际应用并不广泛[4]。本文通过比较国内外各种制备二氧化氯的方法[5-7],采用自行改良后的马蒂逊法,制备了高浓度的稳定性二氧化氯,并对各种无机吸附剂[8]吸附效果进行比较,认为硅藻土和硅胶的吸附效果较好,并对其应用进行了初步研究。1实验过程1.1二氧化氯的合成称取一定量氯酸钠与适量亚硫酸钠分别置于三颈烧瓶中,在三颈烧瓶左侧颈口装上温度计,右侧颈口连接玻璃输气导管,并接上已盛有含稳定剂的吸收液的吸收瓶。在三颈烧瓶上方安装好滴液漏斗(见图1),缓慢滴加适量稀硫酸,在水浴上加热,反应在通风橱中进行。反应式如下:1.2吸收液的配置本实验所用稳定剂是过氧化氢和碳酸钠的化学复合物,称为过氧水合碳酸钠,化学通式为Na2CO3·mH2O2·nH2O,将稳定剂配制成一定比例水溶液,即为吸收液。具体步骤为:取碳酸钠(分析纯)数克加入适量水使其溶解,边搅拌边加入过氧化氢(30%)适量,加入水到定量,搅拌10min,此溶液即为吸收液。1.3稳定性二氧化氯的含量测定采用碘量法[9]测定二氧化氯的含量。准确移取数毫升稳定性二氧化氯溶液,置于250mL碘量瓶中,加50mL0.5mol/L的6%碘化钾溶液,塞紧瓶塞,摇匀后避光静置5min后用标定的标准溶液滴定至浅黄色时,加0.5%淀粉指示液10滴,继续滴定至蓝色消失即为终点,将滴定结果用空白试验校正。稳定性二氧化氯的制备及其方法研究徐学笛,魏昌华(中国地质大学(武汉)材料科学与化学工程学院,湖北武汉430074)摘要:采用改良的马蒂逊法制备二氧化氯气体,用一定配比的碳酸钠-过氧化氢复合溶液作为吸收液,制成浓度为33000ppm的二氧化氯稳定液,并对该稳定液的稳定性和活化剂的选择进行了考察。结果发现该稳定液的稳定性良好,3天以后浓度仍能保持在22000ppm以上。在本实验条件下,盐酸的活化性能最好。为制备吸附型固体二氧化氯,考察了不同吸附剂对二氧化氯吸附效果的影响,结果发现,硅藻土和硅胶的吸附效果最好,当固液比在1∶1时,吸附率均达到了97.84%。关键词:二氧化氯;稳定性;吸附率;活化率中图分类号:TQ031.7文献标识码:A文章编号:1008-553X(2008)03-0038-03收稿日期:2008-02-20作者简介:徐学笛(1985-),男,研究生,研究方向:环境化学,13297968981,xuxuediedu@126.com。2NaClO3+Na2SO3+H2SO42ClO2+2Na2SO4+H2O①铁架台②温度计③分液漏斗④冷凝管⑤三颈烧瓶⑥水浴锅⑦烧杯⑧吸收液图1反应装置图安徽化工ANHUICHEMICALINDUSTRY第34卷,第3期2008年6月Vol.34,No.3Jun.200838图1新制稳定液短期分解情况(T为50~55℃)图2新制稳定液长期分解情况(T为50~55℃)图3新制稳定液短期分解情况(T为70~75℃)图4新制稳定液长期分解情况(T为70~75℃)活化剂5mL10mL15mL20mL25mL盐酸醋酸柠檬酸29.32%29.75%20.03%58.02%58.52%41.22%86.91%79.01%52.13%99.57%97.22%53.76%100.00%97.53%59.80%表1活化率随各种活化剂量的关系1.4固化二氧化氯的制备及吸附剂的筛选选择硅藻土、活性炭、硅胶、分子筛等作吸附剂,将其pH值用碱性液调到8.5~9.0[10]之间。把制备的稳定性二氧化氯溶液与吸附剂按重量比1∶1比例混合,抽滤晾干即可。2结果与讨论2.1稳定液稳定性检测反应系按照NaClO3、Na2SO3、H2SO4的摩尔比约为2∶1∶1(H2SO4过量)进行反应。分别在50~55℃和70~75℃两个温度区间内反应5h,用所配制的吸收液作为稳定剂,得到不同浓度二氧化氯的溶液。并通过碘量法测定二氧化氯的浓度,确定其随时间的变化规律。从图1~图4可知,当温度控制在70~75℃时,制得的稳定液中二氧化氯的浓