二氧化氯制備方法及相關(guān)產(chǎn)品在我國的研究進(jìn)展

來(lái)源：http://www.thesierramadre.com/ 作者：余氯檢測儀 時(shí)間：2019-07-22

　　一、二氧化氯制備方法的研究

　　我國應用還原法制備二氧化氯方法的現狀:用氯酸鈉作原料的還原法制備二氧化氯的方法,因還原劑不同而有很多種方法,但在我國工業(yè)上真正應用較多的有以SO2為還原劑的R1法,以鹽酸為還原劑的R2和R5法及以甲醇為還原劑的R8法和以過(guò)氧化氫為還原劑的R11法。這些方法都是從國外引進(jìn)的舶來(lái)品。在此,首先對在我國目前使用的這幾個(gè)方法作一些簡(jiǎn)單評述。

　　1. 以SO2為還原劑制備ClO2的R1法,其反

　　應為;

　　2NaClO3+SO2=2ClO2+Na2SO4

　　這個(gè)反應看似簡(jiǎn)單,實(shí)際上為;

　　3NaClO3+4SO2+3H2O=2ClO2+Na2SO4+NaCl+3H2SO4

　　還有反應;

　　2NaClO3+ 5SO2+ 4H2O = Cl2+ 2NaHSO4+3H2SO4

　　因轉化率不高,副產(chǎn)物多,SO2來(lái)源不便,國外早已不用,但在我國山東省還有少數可獲便宜SO2氣源的一些工廠(chǎng)還在用這種方法生產(chǎn)二氧化氯以制備亞氯酸鈉。

　　2. 以鹽酸為還原劑的方法。將鹽酸作為還原劑,同時(shí)作為反應介質(zhì),使它一物二用。鹽酸有原位制備和直接用鹽酸兩種工藝,前者是用NaClO3與NaCl和H2SO4按下列反應;

　　NaClO3+NaCl+H2SO4=ClO2+1/2Cl2+Na2SO4+H2O

　　原位產(chǎn)生鹽酸的反應為;

　　2NaCl+H2SO4=2HCl+Na2SO4

　　這一制備方法被稱(chēng)為R2法,因要用到食鹽,也有人稱(chēng)食鹽法。直接加入鹽酸的稱(chēng)為R5法或Kesting法,主反應為;

　　NaClO3+2HCl=ClO2+1/2Cl2+NaCl+H2O

　　但同時(shí)有副反應;

　　NaClO3+6HCl=3Cl2+NaCl+3H2O

　　這兩種方法生產(chǎn)原料來(lái)源方便,工藝簡(jiǎn)單,但轉化率一般不高,其最大的不足是產(chǎn)物中至少含有三分之一的氯氣,使二氧化氯純度不高,國內將這種含有大量氯氣的二氧化氯產(chǎn)品稱(chēng)為復合二氧化氯。將這種復合二氧化氯用于飲用水消毒,仍會(huì )產(chǎn)生大量的鹵代烴類(lèi)“三致”物質(zhì),從而失去用二氧化氯取代液氯消毒飲用水的意義。有研究表明,只有大于90%純度的二氧化氯才能保證飲用水消毒中不產(chǎn)生或少產(chǎn)生“三致”物質(zhì)。

　　3. 用甲醇為還原劑(R8法)制備二氧化氯

　　4. 用H2O2作還原劑制備二氧化氯的方法(R11法)所依據的反應隨酸不同而有所不同

　　除上述方法外,以其它還原劑生產(chǎn)二氧化氯的國外技術(shù)也由于種種原因在我國都未得到應用。鑒于上述情況,國內一些學(xué)者就另辟路徑開(kāi)展了用一些新的還原劑制備二氧化氯新方法的研究。

　　二、二氧化氯相關(guān)產(chǎn)品的研究

　　1. 空氣清新凈化劑。研究結果表明二氧化氯在空氣中的含量低于3 000μg/m3對人體不僅是沒(méi)有危害的,而且還有益。低濃度的二氧化氯分子在空氣中不僅能有效地殺滅微生物細菌,保護人體免受細菌和其他微生物的侵害,免受傳染病的感染,而且它還是一種公認的環(huán)境友好物質(zhì)。因為,它在殺滅完空氣中相當范圍內的細菌、病毒、原生物和其他微生物之后,還能使潛在的誘癌性有機化合物或產(chǎn)生的有害副產(chǎn)品減少并自身轉變成安全普通的無(wú)機鹽類(lèi)物質(zhì)。用于空氣殺菌消毒的固載二氧化氯,在空氣中釋放的二氧化氯氣體含量最高不超過(guò)600μg/m3,遠低于3 000μg/m3的安全值。因此,它完全可以被加工成一種性能優(yōu)越的新一代空氣凈化劑產(chǎn)品。它本身無(wú)色無(wú)味,將它放在人們經(jīng)常生活和工作的地方,不僅可有效地保護人們的身體健康,保護室內的各種物品在潮濕的梅雨季節不長(cháng)霉,而且還可去除空氣中的異味,同時(shí)它釋放出的少量原子態(tài)氧還可清新空氣。如果配合家電設計一起使用,其效果比單獨使用要好得多。經(jīng)特殊設計的長(cháng)效固載二氧化氯產(chǎn)品放在空調器的風(fēng)道上,釋放出來(lái)的ClO2氣體將隨著(zhù)從空調器內吹出的冷風(fēng)均勻地撒滿(mǎn)室內空間,不僅可大大提高固載二氧化氯殺菌、防霉和去臭等凈化空氣的效果,而且釋放出來(lái)的原子態(tài)氧還有清新空氣的作用,避免空調病的發(fā)生。因此它作為一種新穎的氣態(tài)日用保健產(chǎn)品,必將給人類(lèi)的生活帶來(lái)一種全新的享受,未來(lái)市場(chǎng)將十分巨大。

　　2. 殺菌洗滌劑。在洗潔精中加入特制的緩釋性單劑型固載二氧化氯,即可賦予洗潔精十分優(yōu)良的殺菌性能。在清洗液中只需1/200 000的二氧化氯,即可在5 min內100%地殺滅各種芽孢細菌,將少量粉狀固載二氧化氯還可直接加入各種洗滌劑、洗衣粉中同樣可以獲得相同效果, 400 g的洗衣粉實(shí)際成本增加僅為幾分錢(qián),其效果則大不一樣。

　　3. 殺菌護膚霜。特制的粉狀緩釋型固載二氧化氯還可加入到各種護膚霜、香皂和牙膏中,使之具有獨特、良好的殺菌效果。特別是其良好的除臭功能,還可以研制出各種特殊用途的專(zhuān)用殺菌除臭類(lèi)的專(zhuān)用產(chǎn)品。

　　4. 除臭劑。比二氧化氯的殺菌效果更加引人注目的是二氧化氯具有很好的除臭效果,它能將H2S、SO2及硫醇等氧化成硫酸或磺酸而除去,分解的原子氧可使氨水脫水而成為N2。因此可以研制出專(zhuān)用固載二氧化氯除臭劑,放在衛生間、公廁以及其他易產(chǎn)生臭味的公共場(chǎng)所。實(shí)驗證明,固載二氧化氯在0℃以上就可以釋放出ClO2氣體,在10℃以上就可以有效地消毒殺菌和除臭,因此還可以放在冰箱冷藏室內使用。經(jīng)特殊設計的固載二氧化氯冰箱除臭劑不僅可以除臭,還具有防腐保鮮的功能。

　　雙組分吸附型固載二氧化氯,其殺菌消毒的起始作用時(shí)間、有效釋放時(shí)間和有效釋放量都是可以控制的,這一特性使其在日用化工領(lǐng)域將有十分廣闊的應用前景。

　　三、對我國二氧化氯發(fā)展的展望與建議

　　二氧化氯由于在殺菌消毒、漂白、除臭和滅藻等方面和液氯相比有很多突出的優(yōu)勢,近年來(lái)二氧化氯已成為取代液氯消毒殺菌、漂白、滅藻的“新星”,應用領(lǐng)域和消費量也在不斷擴大和增加,在我國ClO2的開(kāi)發(fā)和應用目前也正成方興未艾之勢,正處于大發(fā)展的階段,其未來(lái)的發(fā)展前景也將是十分良好的,發(fā)展的空間也是很大的,它不僅可滲透到很多工業(yè)部門(mén),獲得更廣泛的應用,更有可能走向千家萬(wàn)戶(hù)的日常生產(chǎn)生活之中。但要使二氧化氯在我國更好更快的發(fā)展,除了不斷完善和發(fā)展已有成果外,還有很多問(wèn)題需要進(jìn)一步開(kāi)展研究。這里特提出幾點(diǎn)建議,如:(1)在二氧化氯發(fā)生器方面,要抓“一大一小”設備的開(kāi)發(fā),“抓大”就是抓大型(日產(chǎn)10噸ClO2左右)的二氧化氯發(fā)生設備的研發(fā),以滿(mǎn)足紙漿漂白的需要,目前這類(lèi)設備都是以昂貴的價(jià)格(每套達數百萬(wàn)美元之多)進(jìn)口,不僅在經(jīng)濟上不劃算,在技術(shù)也被人家卡住脖子。因此我們必須克服一切困難,自主開(kāi)發(fā),通過(guò)這個(gè)“坎”。(2)研發(fā)亞氯酸鈉生產(chǎn)新工藝以降低亞氯酸鈉成本。以亞氯酸鈉作原料可以在室溫條件溶液制得轉化率高的純二氧化氯,用起來(lái)十分方便。(3)開(kāi)發(fā)以氯酸鈉為原料制備二氧化氯的新還原劑和催化劑,目前所使用的還原劑都是要在較高溫度和酸度條件下進(jìn)行,給生產(chǎn)帶來(lái)不便,也增加不少成本和安全方面的問(wèn)題,產(chǎn)品的純度難以和以亞氯酸鈉為原料的方法相比。

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