二氧化氯的应用_制备和检测_周磊

工业水处理1999一09,19(5)二氧化氛的应用、制备和检测二氧化氯的应用、制备和检测山东轻工业学院化工系(山东济南,250100)周磊杜登学刘耘摘要概述了二氧化氯在开发应用、制备及检测等方面的研究工作及进展。关锐词二氧化氯,应用,制备,检测二氧化氯(Clq)自1511年由Humphrey玩vey制得以来,其研究已取得很大进展。笔者介绍了二氧化氯在应用、制备及检测等方面的研究。1lCq的应用二氧化氯是一种高效的消毒杀生剂和漂白剂,在工业领域和民用领域均有广泛的用途。1·1消毒杀生剂〔`一6〕二氧化氯作为消毒杀生剂消毒杀生效果好,用量少而作用快,并在大的pH值范围内均有很强的杀生能力。二氧化氯不与氨和氨基化合物反应,该特点使它非常适用于合成氨厂和炼油厂的冷却水处理。与传统的消毒杀菌剂氯气相比,二氧化氯不会与水中的酚类产生有怪味的氯酚,不会与水中的氨生成有害的氯胺,而与水中的腐殖质及有机物反应也不会产生有毒的有机卤代烃。此外,二氧化氯消毒杀生范围广,它能迅速杀灭大肠杆菌、沙氏门菌、军团菌、金黄葡萄球菌、绿脓杆菌、霍弧菌、乙肝表面抗原HsBgA、病毒、芽胞、真菌、藻类等,杀生效果持久而且微生物对二氧化氯的耐药性亦较差。基于上述特点,二氧化氯可广泛应用于工业循环冷却水处理、油田注水处理、饮用水处理、食品保鲜、水产养殖业的消毒杀菌、青饲类灭菌处理、屠宰厂废水处理、医药卫生部门及餐饮业的消毒灭菌、合成二氧化氯洗消剂及制备空气清新剂等许多领域,由于其经济实用又对人体无害,已被世界卫生组织列为IA级安全消毒剂。LZ漂白剂7[,8〕二氧化氯作为漂白剂能有效去除色素和杂质,而且本身J胜质柔和,不会损伤纤维,也不会造成环境污染,主要用于纸浆和其它纤维的漂白。目前国内纸浆漂白主要应用次氯酸盐、过氧化氢、氯气等,在过氧化氢漂白过程中,有较多的过氧化氢被无效分解掉造成浪费,而使用次氯酸盐、氯气漂白则易产生致癌物质二英晤,使用二氧化氯漂白则无上述缺点。另外,由于二氧化氯还可有效消除造纸废水中的恶臭,利于环境保护,因此国际上广泛推广使用二氧化氯漂白。北美、西欧和日本的纸浆厂几乎全部采用了二氧化氯漂白纸浆,我国万吨级以上的造纸厂家都准备或正在进行技术改革,准备采用二氧化氯漂白技术。目前,国外二氧化氯的研究开发应用非常活跃,我国正处于研制开发阶段,实际应用刚起步,但市场需求前景广阔。2性质和制备2.1性质二氧化氯在常温下是一种黄绿色到橙色的气体,具有刺激气味,其液态或气态均不稳定,易挥发、易爆炸、受光或受热易分解。二氧化氯较易溶于水,溶解度约为氯气的5倍,在水中以纯粹的溶解气体存在,不易水解,其水溶液浓度在109/L以下时,基本无爆炸危险。加稳定剂的二氧化氯水溶液是一种无色、无味、无毒、无腐蚀性、不易燃、不活泼的惰性溶液,在一5一95℃时质量稳定,不易分解,有效期达一年以上。2.2制备二氧化氯的制备方法主要分为两大类,化学法和电解法。2.2.1化学法(8一`2〕化学法制备二氧化氯主要以氯酸盐和亚氯酸盐为原料,所用设备结构简单、价格便宜且性能稳定,安装维修方便,因而适宜在我国推广使用,以下介绍几种主要的化学制备法。2.2.1.1NaCI马一NaCI一践504法反应方程式如下:ZNaCI仇+ZNaCI+2玩以入一ZClq+C12+ZN匆叹)4+2巩O该法亦称RZ法,由加拿大Rapson教授发明,该法操作简单、收率较高,但生产出的废酸较多,副产有毒氯气及大量硫酸钠,回收较困难。2.2.1.2NaCI仇一HCI法反应方程式如下:ZNaCI马+4HCIeZlCq+l2C+2残O+ZNaCI该法亦称RS法或盐酸法。以无水盐酸为原料,在真空条件和反应液沸点温度下进行反应,优点是能够回收纯净的氯化钠结晶,该法的主要缺点是成本较高。2.2.1.3NaCI马一CH3()H一践以兀法该法有两种反应类型:(1)反应方程式:ZNaCI马+2城504+C瑞OH一ZClq+ZNaH30礴十HCHO+ZZHO该法是一种常用的方法,亦称oSlvey法,它可将二氧化氯产率提高到85%一90%。(2)反应方程式:30NaCI马+20践以)月+12C玩()H一30Clq+IONa3H(叹)4)2+SC氏()H+6HC。〕H+Cq+23氏O(主反应)专论与综述工业水处理1999一09,19(5)该法亦称RS法,1985年工业化,是新工艺,操作简单,易控制,主反应可连续进行,产率达9%以上,生成极少量的氯气副产品。文献〔10〕基于该法,优化了8R法制备二氧化氯的工艺条件,并在优化工艺条件的基础上,进行了催化剂效果试验。加入Mn、Pd、bS、Mn+Pd、Mn+bS、Pd+bS等催化剂不仅提高了产生气质量和反应速率,还节省了甲醇用量,并降低了反应酸度,对后处理工艺很有利。2.2.1.4Naelq一以沁法反应