基本介紹
- 中文名：二氧化氯消毒粉劑
- 英文名：Chlorine Dioxide
- 別稱：消毒粉劑
- 化學式： ClO2
- 分子量：67.46
- 水溶性：極易溶於水
- 外觀：白色粉末
- 套用：飲用水消毒
概述,二氧化氯性質,製備方法,還原法,氧化法,殺菌過程,特點,套用範圍,優點,
概述
ClO2分子結構特點：氯原子以2個配位鍵與2個氧原子結合，其外層還存在一未成對電子，具有很強的氧化作用。可有效地氧化細胞內含巰基的酶,除對一般細菌有殺死作用外,對芽孢、病毒、藻類、真菌等均有較好的殺滅作用。
目前套用的二氧化氯消毒劑有兩類，多為二元包裝：一類是穩定型二氧化氯溶液，穩定型二氧化氯溶液無色、無味、無腐蝕、不易燃、不揮發、不分解，性質穩定，便於儲存和運輸。單獨使用無效，用時需加入活化劑，釋放二氧化氯。另一類是固體二氧化氯，其中一包為亞氯酸鈉，另一包為活化劑，用時分別溶於水後混合，即迅速產生二氧化氯。
二氧化氯性質
二氧化氯的分子式為ClO2，分子量67.5，在常溫下為黃綠色或桔黃色氣體。常壓、11℃時，氣體CIO2的密度為3.09g/L（按計算11℃時，3.00g/L，25℃時，2.76g/L）；液體ClO2的密度為1.64gcm3。常壓下，沸點為10.9℃，凝固點為-59℃。具有氮和臭氧的特殊刺激性臭味，毒性與氯相似。純氣態二氧化氯在30℃時分解，50℃時則發生爆炸性分解。
二氧化氯易溶於冰醋酸、四氯化碳等有機溶劑，也溶於水，在水中的溶解度很大，4℃時100g水可溶解2LCIO2。溶解於水後，ClO2與水不發生反應，但水溶液不穩定，會逐漸分解為ClO2逸出。
製備方法
還原法
還原法是目前使用較為廣泛的方法。根據所選還原劑的不同，又可分為二氧化硫還原法、鹽酸還原法、氯酸鈉還原法和甲醇還原法等幾種方法。其中，甲醇還原法是二氧化氯的主要工業化生產方法。其主要反應式為：30NaCIO3+7CH3OH+20H2SO4=30ClO2↑+6HCOOH+10Na3H（SO4）2+23H2O+CO2↑。也可選用不同的還原性物質作為還原劑，還原效果較好的有鹽酸、草酸、氯氣等。它們的製備反應式如下。
鹽酸法：NaClO3+2HCl=ClO2↑+1/2Cl2↑+NaCl+H2O；
草酸法：2NaClO3+2H2SO4+H2C2O4=2ClO2↑+2CO2↑+2H2O+2NaHSO4；
氯氣法：2NaClO2+Cl2=2ClO2↑+2NaCl。
氧化法
氧化法是以氧化劑（Cl2或NaClO）氧化NaClO2或在酸性介質中使NaClO2發生歧化反應生成ClO2。氧化亞氯酸鈉法可分為氯氣氧化法、自氧化法和次氯酸氧化法。
氯氣氧化法：2NaClO2+Cl2=2ClO2↑+2NaCl；
自氧化法：5NaClO2+4HCl=4ClO2↑+5NaCl+2H2O；
次氯酸鹽氧化法：2NaClO2+NaClO+2HCl=2ClO2↑+3NaCl+H2O。
殺菌過程
二氧化氯對細胞壁有較好的吸附和透過性能，ClO2與微生物接觸釋放出新生態的氧及次氯酸分子而產生強大的殺菌消毒作用，這種強氧化作用主要表現對負電子或供電子的原子或基團（如胺基酸內含硫基的酶或硫化物、氮化物等）進行攻擊，強行掠奪電子使微生物中的胺基酸氧化分解，抑制其生長並將其殺滅，從而達到消毒滅菌的目的。在殺菌過程中蛋白質變性，對高等動物細胞基本上無影響，無氯的刺激性氣味。一般情況下，二氧化氯不和烷類生成氯化烷，與絕大多數脂肪族和芳香族的烴反應，不產生致癌的有機物三氯甲烷，其殘留物為水、微量氯化鈉和二氧化碳等無毒物質。
特點
高效、強力
在常用消毒劑中，相同時間內到同樣的殺菌效果所需的ClO2濃度是最低的。對殺滅異養菌所需的ClO2濃度僅為Cl2的1/2。ClO2對地表水中大腸桿菌殺滅效果比Cl2高5倍以上。二氧化氯對孢子的殺滅作用比氯強。
二氧化氯粉劑
二氧化氯粉劑快速、持久
二氧化氯溶於水後，基本不與水發生化學反應，也不以二聚或多聚狀態存在。它在水中的擴散速度與滲透能力都比氯快，特別在低濃度時更突出。當細菌濃度在105~106個/mL時，0.5ppm的ClO2作用5分鐘後即可殺滅99%以上的異養菌；而0.5ppm的Cl2的殺菌率最高只能達到75%，試驗表明，0.5ppm的ClO2在12小時內對異養菌的殺滅率保持在99%以上，作用時間長達24小時殺菌率才下降為86.3%。
廣譜、滅菌
ClO2是一種廣譜型消毒劑，對一切經水體傳播的病原微生物均有很好的殺滅效果。二氧化氯除對一般細菌有殺死作用外，對芽孢、病毒、異養菌、鐵細菌、硫酸鹽還原和真菌等均有很好的殺滅作用，且不易產生抗藥性，尤其是對傷寒，A肝、B肝、脊髓灰質炎及愛滋病毒等也有良好的殺滅和抑制效果。ClO2對病毒的滅活比O3和Cl2更有效。低劑量的二氧化氯還具有很強的殺蠕蟲效果。
無毒、無刺激
急性經口毒性試驗表明，二氧化氯消毒滅菌劑屬實際無毒級產品，積累性試驗結論為弱蓄積性物質。用其消毒的水體不會對口腔黏膜、皮膜和頭皮產生損傷，其在急性毒性和遺傳毒理學上都是絕對安全的。
安全、廣泛
二氧化氯不與水體中的有機物作用生成三鹵甲烷等致癌物質，對高等動物細胞、精子及染色體無致癌、致畸、致突變作用。ClO2對還原性陰、陽離子和氧化效果以去毒為主（H2S、SO32-、CN－、Mn2+），對有機物的氧化降解以含氧基團的小分子化合物為主，這些產物到目前的研究為止，均證明是無毒害用的，並且ClO2使用劑量極低，因此用ClO2消毒十分安全，無殘留毒性。其安全性是被世界衛生組織（WHO）定為AI級。
二氧化氯作為一個強氧化劑，它還具有除藻、剝泥、防腐、抗霉、保鮮、除臭、氯化及漂白色等多方面的功能，用途十分廣泛。
二氧化氯滅菌消毒劑經美國食品藥物管理局（FDA）和美國環境保護（EPA）的長期科學試驗和反覆論證，考驗了ClO2對飲用水的處理效果後，被確認為是醫療衛生、食品加工中的消毒滅菌、食品（肉類、水產品、果蔬）的防腐、保鮮、環境、飲水和工業循環及污水處理等方面殺菌、清毒、除臭的理想藥劑，是國際上公認的氯系消毒劑最理想的更新換代產品。
套用範圍
（1）各種場合下的生活、飲用、自來水的消毒；
（2）餐廳、賓館、家庭、攤檔餐具和衛生設施的滅菌消毒與空氣環境消毒；
（3）食品、飲料廠、發酵工業的設備、管道、容器的最終滅菌消毒；
（4）乳品廠、屠宰廠、發酵工業的設備、管道、容器的最終滅菌消毒；
（5）醫院污水的滅菌消毒處理；
（6）游泳池循環水、浴池水的滅菌消毒；
（7）醫療、衛生、臨床器械消毒、滅菌、除臭和防霉處理；
（8）家庭、賓館、飯店、水果蔬菜、魚肉食品的保鮮及最終淋洗消毒和衛生器具消毒；
（9）高層建築給水的二次消毒處理；
(10) 配製各種口腔消毒液、除臭液及創口清洗液等；
（11）公共場所環境空氣、冰櫃、冷庫、辦公室、宿舍、車廂及空調通風系統的空氣清潔、消毒、除臭。也可用於病家、病區及病人物品的殺菌消毒；
（12）魚蝦疾病防治，池水消毒與增氧，殺滅毛蚶A肝病毒及磨菇生產滅菌消毒保鮮處理等，達到防病、增產、提質的效果；
（13）魚蝦類加工過程中消毒控制雜菌、大腸桿菌等污染及保鮮；
（14）動物禽畜飼養場舍及飲水的消毒，蠶繭養殖器具消毒；
（15）中水回用中的滅菌與脫臭；
（16）麵粉與各種食品的漂白劑；
（17）造紙、印染行業的漂抓藥劑；
（18）工業循環冷卻水的除藻滅菌處理；
（19）二氧化氯在注水採油中作解堵劑，完全能夠氧化堵塞岩層的有機生物質和任何聚合物殘渣。
優點
1、廣譜性：能殺死病毒、細菌、原生生物、藻類、真菌和各種孢子及孢子形成的菌體；
2、高效：0.1ppm下即可殺滅所有細菌繁殖體和許多致病菌，50ppm可完全殺滅細菌繁殖體、肝炎病毒、噬菌體和細菌芽孢；
3、受溫度和氨影響小：在低溫和較高溫度下殺菌效力基本一致；
4、pH適用範圍廣：能在pH2~pH10範圍內保持很高的殺菌效率；
5、安全無殘留：不與有機物發生氯代反應，不產生三致物質和其它有毒物質；
6、對人體無刺激等優點：低於500ppm時，其影響可以忽略，100ppm以下對人沒任何影響。
