新型绿色杀菌、消毒剂-二氧化氯的制备方法及性能与应用

科研开发化工科技，2015，23(1)：72~76SCIENCE&TECHNOLOGYINCHEMICALINDUSTRY新型绿色杀菌、消毒剂一二氧化氯的制备方法及性能与应用王存国b，潘璇，朱孟康，路乃群，王鑫，王兆伟。，徐振江，侯修家(1．青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室山东省橡塑材料与工程重点实验室，山东青岛2660422．山东新宇生物股份有限公司，山东高密261500)摘要：作者综述了目前国际上广泛使用的新型广谱、高效、安全、环保、杀菌、消毒剂二氧化氯的化学制备方法、性能，以及在自来水消毒、蔬菜中农药残留去除、水产养殖消毒、人参土壤中重金属离子的去除、工业废气的脱硫和脱硝等领域的应用，为人们日常生活中对二氧化氯这一国际新型杀菌、消毒剂的正确使用具有指导和推广意义。关键词：二氧化氯；亚氯酸钠；杀菌剂；消毒剂；脱硫脱硝作用中图分类号：TQ124文献标识码：A文章编号：1008—0511(2015)Ol一0072—05二氧化氯(C1O)是国际上公认的最新一代广谱、高效、安全、环保的杀菌消毒剂[1]，具有杀菌效果好、见效快、残留少、不产生抗药性等优点，如对异养菌的杀灭，所需C1O的浓度仅为氯气(C1)的二分之一，对大肠杆菌的杀灭效果比Cl高5倍以上。因此，世界卫生组织(WHO)和世界粮食组织(FAO)将其列为A1级高效杀菌、消毒剂；欧美等发达国家也将其广泛应用于各领域的杀菌、消毒；我国卫生部也已批准其为饮用水等杀菌、消毒剂的首选[4。]，并可作为食品添加剂使用；另外，它还具有除藻、抗霉、防腐、保鲜、除臭等功能；作者将在其化学制备方法、性能及在自来水消毒、蔬菜中农药残留去除、海水养殖消毒以及水果、大姜、草莓等病虫害的去除、东北人参重金属离子的去除及发电厂、化工厂尾气的脱硫脱硝作用等领域的应用进行详述_8。1OIO的结构与物理性能1．1CIO2的结构C10是美国科学家HDavery于1811年率*基金项目：山东省潍坊市高层次创新创业人才计划项目(潍办字2013—69)；山东省教育厅公派出国留学基金项目(2011-236)；国家高端外国专家项目(GDJ2O143700012)。作者简介：王存国(1967一)，男，山东高密人，青岛科技大学教授，潍坊市高层次创业创新人才，主要从事新能源电池材料及环境修复研究。收稿日期：2O14—11-08先利用KC1O。水溶液和盐酸反应，合成并收集到了该分子状态的气体，其结构呈现类似水(Ho)分子的三角形，2个C1===O键之间的键角是117．45。，键长是0．147nm，比一般饱和分子的C—C单键(0．154nm)短些，因而具有部分双键的特征。C1O。的C1一O双键结构极不稳定，光照下会产生氧自由基，因而具有强氧化性。Cl。(中I司球为氯原子，两侧球为氧原子)图10102分子结构示意图1．2物理性质ClO是一种黄绿色的气体，浓度较大时，呈现橙黄色的气体，相对分子质量为67．45，具有与氯气相似的刺激气味，在常压下熔点是一59℃，沸点是11℃，气体密度为3．09g／L(11℃)，液体ClOz的密度为1．64g／L。C1O：在空气中的体积分数>10便易发生爆炸。在20℃和1．013×10MPa下，ClO在水中的溶解度是Cl溶解度的5倍，可达8．3g／L，溶人水后呈黄绿色的溶液。但与Cl不同，它在水中大多以ClO分子的形式存在，不易水解，在水溶液中的最大质量分数为2O，随着水溶液温度升高，CIO便溢出，因而具有一定的挥发性。第1期王存国，等．新型绿色杀菌、消毒剂一二氧化氯的制备方法及性能与应用·73·2制备方法2．1SO2还原法用还原剂二氧化硫，在强酸性环境下还原氯酸钠，得到不稳定的ClO气体。2NaC1O3+SO2—2C102十+Na2SO4然后用碱性溶液吸收ClO气体，再用过氧化氢还原，便可以得到亚氯酸钠：2C1O2+2NaOH+H2O2—2NaClO2+2H2O+O2十在使用时，向亚氯酸钠水溶液中加入盐酸或硫酸等酸源，即可将ClO。气体释放出来。3NaC1O2+4HCl—ClO2十十NaC1+2NaC10+2C12十+2H2O2．2马蒂逊法该方法是由美国马蒂逊公司于2O世纪40年代研究成功的一种工业生产Cl0的方法，它用氯酸钠为主要原料，以硫酸为酸源，加二氧化硫为还原剂，来制备Clo气体。4NaC1O3+2SO2+H2SO一4C1O十+Na2SO4+2NaHSO4该方法的缺点是产生大量废酸和少量氯气，给环境带来较严重污染。2．3盐酸法或食盐法用盐酸做还原剂与氯酸钠直接反应可制备ClO2。2NaC1O3+4HCl一2C1O2十+c12十+2NaC1十2H2O也可以用食盐做还原剂来制备ClO。2NaClO3+2NaCl+2HzSO4—2C1O2千+C12十+2Na2SO4+2H2O2．4双氧水法用