综述-二氧化氯的应用

二氧化氯的应用综述XX学院XX级XX专业X班姓名摘要：二氧化氯是一种高效的消毒剂和强氧化剂，广泛用于消毒、杀菌、漂白、防腐、除臭、保鲜等领域。本实验针对二氧化氯用于纯棉织物漂白可有效降解织物中的杂质，而且不会降低织物强力，也不会造成水体的严重污染的特点，通过正交试验研究了pH值、ω(ClO2)、漂白温度及漂白时间对回收棉织品漂白效果的影响。关键词：二氧化氯，棉织物，漂白前言二氧化氯是一种广谱消毒剂，它在水中的扩散速度与渗透能力都比氯快,特别是在低浓度时更为突出。ClO2的杀菌效果优于液氯,受pH值影响小,可在较宽的pH范围内维持恒定的杀菌效果,持续作用时间长。【1】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HBsAg、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。【2】另外，ClO2还具有很强的脱色除嗅能力，在纸浆和纸张工业领域广泛地用作漂白剂。【1】二氧化氯作为漂白剂能有效去除色素和杂质，且本身性质柔和，不会损伤纤维，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。【2】1.常用漂白工艺存在的问题1.1次氯酸钠漂白由于许多金属或重金属化合物对次氯酸钠具有催化分解作用，使纤维受损，其中钴、镍、铁的化合物催化作用最剧烈，其次是铜。因此，漂白设备不能用铁质材料，漂液中也不应含有铁离子。一般氯漂用陶瓷、石料或塑料作加工容器。另外，次氯酸钠漂白应避免太阳光直射，防止次氯酸钠溶液迅速分解，导致纤维受损。次氯酸钠漂白，成本较低，设备简单，但对退浆、煮练的要求较高。1.2过氧化氢漂白过氧化氢的分解产物有HO2—、HO2·、HO·和O2，分解产生的游离基，特别是活性高的H0·，会引起纤维的损伤。双氧水催化分解出的O2，无漂白能力，相反如渗透到纤维内部，在高温碱性条件下，将引起棉织物的严重损伤。因此，在用过氧化氢漂白时，为了获得良好的漂白效果，又不至使纤维损伤过多，在漂液中一定要加入一定量的稳定剂。水玻璃是最常用的氧漂稳定剂，其稳定作用佳，织物自度好，对漂白的pH值有缓冲作用，但处理不当，会产生硅垢，影响织物的手感。1.3亚氯酸钠漂白由于二氧化氯对一般金属材料有强烈的腐蚀作用，亚漂设备应选用含钛99．9％的钛板或陶瓷材料。亚漂时释放出来的ClO2气体有毒，需要有良好的防护措施。另外，亚漂成本较高。亚漂工艺是在循环水中直接添加亚氯酸钠间隔一会添加甲酸，原料在循环过程中发生分解产生二氧化氯进行漂白，操作时间太长超过3小时，原料亚氯酸钠价格较高且不易存放，容易爆炸，易燃易爆的隐患大。2.二氧化氯的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10g/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-5~95℃时质量稳定，不易分解，有效期达一年以上。【2】由于二氧化氯的强氧化性，目前已被公认为是一种高效、低毒、快速、广谱的第四代新型灭菌消毒剂，它具有如下几个特点：①无色、无味、无刺激、无毒性、稳定性强、效力持久；②对人畜无害；③适宜于一切需消毒灭菌的场所，适应于较宽的pH值范围；④具有一定的除臭去味的作用；⑤氧化能力强，其氧化能力是氯气的5倍；⑥在饮用水消毒上，是唯一避免产生氯仿的消毒剂；⑦除对一般细菌有杀灭作用外，对芽孢、病毒、藻类、铁细菌、硫酸盐还原菌和真菌等均具有很好的杀灭作用，不产生抗药性和致癌物。【3】3.二氧化氯的应用3.1二氧化氯在水处理中的消毒杀菌作用二氧化氯作为饮用水的消毒杀菌剂已广泛应用，它与其它饮用水的消毒杀菌剂相比有着突出的优点。Varma【4】等指出，在pH值为7和8时，对水中的埃希氏大肠杆菌的平均致死率，二氧化氯要比氯高37%，二氧化氯在pH=8时的杀菌效果比pH=7时好，而氯则相反。使用二氧化氯的最大优点还在于几乎不会产生致癌副产物三卤甲烷(THM)。二氧化氯除对一般的细菌有杀灭作用外,还对甲型、乙型肝炎病毒有很好的杀灭作用。【5】3.1.1二氧化氯在自来水消毒中的应用【3】传统的自来水消毒剂是用氯气来处理，但是由于发现氯气在水中会产生致癌物三卤甲烷，于是人们开始使用二氧化氯来代替氯气处理自来水，以减少致癌物质的产生。综合考虑，二氧化氯的消毒效果最好，且在较宽的pH范围内，二氧化氯对大肠杆菌有较强的杀灭力。3.1.2二氧化氯在循环冷却水处理中的应用【3】二氧化氯作为杀菌灭藻剂，对循环水中的藻类、硫酸盐还原菌、异氧菌的杀灭作用十分有效，同时能除铁，有很好的协同作用。且在膦系缓蚀阻垢剂作水稳剂的循环系统中的使用不受影响。3.1.3二氧化氯在医院污水处理中的应用【3】3.1.4二氧化氯在印染废水处理中的应用【3】在常用剂量下二氧化氯与水中酚类反应不产生氯酚，且还能有效地控制霉臭味、泥臭味和其它腥臭味。也能氧化水中二价铁、二价锰，形成不溶于水的三价铁、四价锰，以达到除铁除锰目的。【14】3.1.5二氧化氯在含氰废水处理中的应用【3】用二氧化氯处理含氰废水，使用方便、安全,氰化物的去除率高，处理后废水中氰化物的含量可以达到排放标准。3.2作为保鲜除臭剂二氧化氯作为果蔬、食品的保鲜剂主要是利用它的氧化反应使细菌连续遭到氧化，杀死细菌和除去影响食品保鲜的一些不利成分(例如乙烯)来达到目的。【5】二氧化氯已广泛地应用于西红柿、黄瓜、韭菜、香蕉、芒果、柠檬、蘑菇、对虾的保鲜。二氧化氯除用于上述食品、果蔬保鲜外，还用于除臭,已制成产品用于家用冰箱，工业冷库的脱臭以及用于公共场所的空气清新剂。最近，国内也有厂家开发出用于除口腔内臭、异味的新型二氧化氯漱口液。【5】3.2.1在食品方面的应用食品加工业的原料基本上是农产品、水产品，许多还是鲜活产品，它们营养丰富但极易变质，很难贮存。二氧化氯用于食品原料的加工有着除臭保鲜的神奇功效，它能迅速杀死微生物而不与脂肪酸反应，也毫不损害蔬菜和水果的纤维组织，而且二氧化氯在原料处理过程中不会产生对人体有害的物质。【7】食品用水、纯净水、矿泉水的杀菌消毒，食品加工设备、管道的杀菌、消毒，食品、饮料等包装袋、瓶、盖的杀菌消毒；卤类、水产品、饮料等防腐保鲜；果蔬、残留农药的驱除；快速杀菌、保鲜；食品冷藏库、冰柜等除臭、消毒。【9】美国、日本、加拿大等国家二氧化氯在这方面的应用相当普遍，我国的食品卫生部门也制定了“稳定性二氧化氯食品添加剂标准”，目前正在大力推广应用。如广东省外贸一家肉联加工厂，每年用在肉类消毒、车间环境及设备消毒的二氧化氯用量就达40多吨。3.2.2二氧化氯的除臭作用二氧化氯气体能和有臭味的化合物迅速发生氧化反应，与其结合而转变为其他特质，从而达到除臭目的。3.3作为漂白剂传统的纸浆、纺织漂白增白剂氯气、次氯酸钠、过氧化氢将被二氧化氯取代。二氧化氯的氧化能力比次氯酸弱，比氯气强，但次氯酸漂白时会同时氧化纤维素，降低材料强度，氯气漂白时会与木质素生成氯化木质素，白色不稳定，贮存过程中易泛黄，用二氧化氯漂白可克服上述种种缺点，漂白后白度高，粘度下降少，纸浆得率高、不透明性好、尘埃点易脱色、废水污染少。【13】二氧化氯用于纸浆漂白在世界范围可以说是稳步增加的，因为二氧化氯对木素或残余木素能剧烈的氧化、漂白或分解，而对浆中的碳水化合物组份影响很小，并可以使硫酸盐浆漂到较高的白度而不损伤纸浆的强度性质。另外，二氧化氯的漂白机理与氯及其他含氯无机氧化剂不同，二氧化氯在漂白过程中不产生二噁英等致癌物质，有利于环境保护。因而，二氧化氯在造纸和纺织工业的应用越来越广泛。【16】此外，二氧化氯还可用于油脂脱色及面粉和大米加工中的漂白。【3】3.4作为空气净化剂目前市场上销售的空气清新剂一般只以散发香味来掩盖异味，不能净化空气，也不能杀灭空气中的细菌，而二氧化氯不仅可以抑菌、除菌，且对高等动物细胞结构完全无影响。二氧化氯能与空气中的许多有机物和无机物发生氧化还原反应，包括有机硫化物、有机胺类、酚类、芳烃和不饱和化合物等，达到分解异味、净化空气的目的。【6】ClO2在常温下为气态，可以均匀而迅速地分散到空隙和其他物质难以到达的区域。同时，ClO2在温度较低的条件下不会发生聚集，其浓度也不会因为温度的升高而受到影响。在净化过程中，ClO2气体的浓度可以使用紫外可见分光光度计进行准确地监测，使其保持在爆炸极限以内。【8】液体二氧化氯活化后的有效释放期较短且运输贮存和使用均不方便。为了进一步扩展二氧化氯的用途及使用范围，近年来发达国家相继开发了固体二氧化氯生产工艺。这种固体二氧化氯制品与液体二氧化氯相比更能广泛和有效地用于相对封闭空间，同时还具有便于携带、使用方便、安全等特点。【6】国内目前二氧化氯的应用仅限于利用二氧化氯液体消毒，固体二氧化氯的研究和应用较少，原因在于寻找一种合适的载体物质和缓释材料非常困难。2009年，益海——嘉里研发中心刘青松的项目研制了一种凝胶缓释的二氧化氯空气净化剂产品，能持续稳定地释放低浓度二氧化氯2个月。3.5二氧化氯在医疗保健行业的应用用于医疗器材的消毒、灭菌；牙科杀菌及口腔含漱；眼科的冲洗液、伤口冲洗、传染病源地的消毒；医院、宾馆、饭店、车船、卫生间、殡仪馆等场所的环境消毒、除臭，且能使之空气清新，其综合性能均优于其他消毒剂。【9】在医疗器械消毒方面，由于二氧化氯消毒液对碳钢有一定的腐蚀作用，对铝和不锈钢有轻度氧化作用，故对手术器械一般不宜用二氧化氯作长时间浸泡灭菌。但用200ppm二氧化氯活化液对内窥镜浸泡2分钟进行消毒则是可行的。【12】此外，二氧化氯还可用于肝炎病人家庭的疫源地消毒，一般物品用500ppm活化液擦试，对公共场所和家庭的环境物品及表面用200~500ppm二氧化氯活化液擦试或喷洒，消毒效果均较可靠。【12】3.5.1杀菌洗涤剂在洗洁精中加入特制的缓释性单剂型固载二氧化氯，即可赋予洗洁精十分优良的杀菌性能。【11】在清洗液中只需1/200000的二氧化氯，即可在5min内100%地杀灭各种芽孢细菌，将少量粉状固载二氧化氯还可直接加入各种洗涤剂、洗衣粉中同样可以获得相同效果，400g的洗衣粉实际成本增加仅为几分钱，其效果则大不一样。【10】3.5.2杀菌护肤霜特制的粉状缓释型固载二氧化氯还可加入到各种护肤霜、香皂和牙膏中，使之具有独特、良好的杀菌效果。特别是其良好的除臭功能，还可以研制出各种特殊用途的专用杀菌除臭类的专用产品。【10】3.6作为专用防霉剂实验证明，二氧化氯分子对霉菌的杀灭效果要优于对其他细菌，采用固载二氧化氯制备的专用防霉剂，不仅可以在柜、箱、袋内使用，也可在家庭居室、库房和潮湿的地下室内使用，它不仅有良好的防霉效果，而且有效使用时间长，成本低。3.6.1工业防霉剂采用固载二氧化氯技术研制的专用工业防霉剂，可以防止部分易发生霉变的工业产品的贮存保护，可广泛地应用于生产厂家、经销商、物质贮运中心以及长途货运的车辆、船舶和各类商场、书店和图书馆，其市场容量也十分巨大。3.6.2家用防霉剂将特殊设计的固载二氧化氯片剂小包装不仅可以代替目前市面上惯用的、医学上已证明有致癌作用的防霉剂樟脑丸、卫生球(萘丸)放置在家庭的衣(书)柜、箱内防止衣物、书籍等发生霉变，而且释放出来的二氧化氯气体不会致癌，也没有其他副作用。甚至还可放在存放食品或其他易霉变物品的密封盒、罐内，杀灭霉腐微生物，保护食品不发生霉变。【10】3.7固体芳香剂用固载二氧化氯制作的固体芳香剂，不仅可以在较长时间内释放出令人愉快的香味，而且还可释放出二氧化氯气体杀菌消毒、去臭防霉和清新空气，其性能价格比远高于目前市售的固体芳香剂。可广泛应用于各类汽车驾驶室、写字楼和办公室。【10】3.8在农牧业中的应用现二氧化氯已较多地用于奶牛场。挤奶前和挤奶后橡皮乳头用含亚氯酸和二氧化氯的消毒剂浸泡，可以有效防止乳腺炎，并可减少67.4%的金葡菌感染率。二