二氧化氯是一种黄绿色具有刺激性气味的气体。沸点11℃，凝固点-59℃，易溶于水。液态或气态的二氧化氯都不安定，易挥发，易爆炸。早在1811年就由英国化学家Humphrey Davey制得，但由于二氧化氯的不稳定性使得大规模的应用受到了限制。直到近十几年来才引起人们的极大关注，国外正在积极开发和研制各种新产品，扩大应用范围。目前国际上公认二氧化氯很有开发和应用的价值，市场前景广阔。但是，二氧化氯在我国的应用尚不够广泛，为此本文将介绍有关二氧化氯的各种制备方法及在各领域中的应用。
1 二氧化氯及稳定性二氧化氯的制备
1.1二氧化氯的制备
1.1.1化学法
⑴氯酸钠还原法
以氯酸钠为原料制备二氧化氯时,常用的还原剂和发生的化学反应如下:
方法
还原剂
化学反应
Mathieson法
SO2+H2SO4
2NaCLO3+SO2+H2SO4══2CLO2+2NaHSO4
R1法
SO2+H2O
3NaCLO3+4SO2+3H2O══2CLO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCL
R2法
NaCL+H2SO4
NaCLO3+NaCL+H2SO4══CLO2+½CL2+Na2SO4+H2O
Solvey
CH3OH+H2SO4
2NaCLO3+2H2SO4+3CH4OH══2CLO2+2NaHSO4+HCHO+2H2O
R5法
无水HCL
NaCLO3+2HCL══CLO2+½CL2+H2O+NaCL
有机酸法
H2C2O4+H2SO4
2NaCLO3+H2SO4+H2C2O4══2CLO2+2CO2+Na2SO4+2H2O
NO2
NaCLO3+NO2══NaNO3+CLO2
Na2SO3+H2SO4
2NaCLO3+Na2SO3+H2SO4══2CLO2+Na2SO4+H2O
⑵亚氯酸钠氧化法
A.与氯气反应
2NaCLO2+CL2══2CLO2+2NaCL
B.与盐酸反应
5NaCLO2+4HCL══4CLO2+5NaCL+2H2O
C.与硫酸反应
10NaCLO2+5H2SO4══8CLO2+5Na2SO4+2HCL+4H2O
D.与酸化后的次氯酸钠反应
NaCLO+HCL══NaCL+HOCL
HCL+HOCL+2NaCLO2══2CLO2+2NaCL+H2O
1.1.2电解法
目前仍采用亚氯酸盐电解氧化和氯酸盐电解还原法制备二氧化氯.此法较化学法制备的二氧化氯纯度高,但要求的电极材质高,电耗也较大.因此,目前在大规模的生产中,还无法与传统的化学法竞争.在饮用水消毒工艺中,也常用电解饱和浓度的食盐溶液制取二氧化氯,但反应过程中还伴生有氯气、臭氧、氢气等其他气体。
1.2稳定性二氧化氯的制备
稳定性二氧化氯是80年代为推广应用二氧化氯而开发的新型产品。它无色、无味、无毒、无腐蚀性，不易燃，不挥发。目前该产品的生产工艺主要是氯酸盐或亚氯酸盐经酸化作用，发生高纯度的二氧化氯气体，经空气或惰性气体稀释后，通入稳定剂溶液中吸收而成。稳定剂主要指碳酸钠、过碳酸钠、硼酸钠、硅酸钠等。近年来，发达国家相继开发了固体稳定性二氧化氯。据报道，将硅酸钙与二氧化氯稳定液混和，硅酸钙吸附溶液中二氧化氯后可制得固体二氧化氯。除硅酸钙外，分子筛、硅胶等多孔性物质也可吸附二氧化氯制固体二氧化氯。