化学氧化-二氧化氯氧化课件
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07章4其他氧化与消毒
(2)酸与亚氯酸钠反应制取，反应如下：
用硫酸制备CIO2 ，需注意硫酸不能与固态NaClO2接触！ 爆炸。 两种反应物的浓度控制，浓度过高，反应激烈！爆炸。 不会存在游离氯，故使用不会产生THM。 两种方法比较：强酸与NaClO2制取CIO2，方法简便， 产品中无游离氯，NaClO2→CIO2理论转化率仅80。 氯与NaClO2制取CIO2 ，I mol的NaClO2可产生1mol 的CIO2 ，理论转化率为100％。 NaClO2价高，用氯制取，经济。 确定生产设备时，还应考虑设备的性能、价格等。
可通过试验测定与计算得出锰的各种形态化合物 间半反应的电极电位如表7－10。
高锰酸钾在水溶液中反应较复杂，其形态受多种 因素影响(其中pH是主要影响因素之一)。
2，高锰酸钾去除有机物的作用机理 与水中有机物：直接氧化作用(很复杂) ； 也有高锰酸钾形成新生态水合二氧化锰对微量有机 污染物的吸附与催化作用； 还有高锰酸钾在反应过程中产生的介稳状态中间产 物的氧化作用。 酸性条件, 具有较强的氧化能力。 其氧化还原电位：pH＝0时Eº=1.69V； pH＝7.0时 Eº＝1.14V 在碱性条件下，认为有某种自由基生成，氧化能力 有所提高。
5， ClO2的制备 液态二氧化氯不稳定，易爆炸。故现场制备。 ClO2的制备方法： (1)用亚氯酸钠(NaClO2) 和氯(Cl2)制取，反应如下：
根据反应式（7－43），理论上lmol氯和2mol亚 氯酸钠反应可生成2mol二氧化氯。 实际应用：为了加快反应速度，投氯量往往超过化 学计量的理论值，产品中就往往含有部分自由氯。
化学氧化-臭氧氧化.
引言
化合物的氧化过程
简单无机物的化学氧化过程的实质 电子转移
有机物的化学氧化过程
因涉及共价键，电子的移动情形复杂; 判断为与强氧化剂作用而使有机物分解成简单的无机物的反应; 过程逐步完成, 称之为有机物的降解, 如甲烷的降解的大致历程
常见有机化合物的最终氧化降解产物
碳水化合物 含氮有机物 二氧化碳和水 二氧化碳、水和硝酸类产物;
臭氧的毒性
美国、日本、联邦德国等国家给定工作环境臭氧最大允许浓度 (MAC)，在连续暴露8小时情况下为0.1ppm或0.2mg/m3。
3
臭氧氧化有机物的机理
打开双键，发生加成反应
借助其偶极结构同有机物的不饱和键发生加 成反应,形成臭氧化中间产物,并进一步分解. R1C=CR2+O3 → R1GCOOH+R2C=O G代表-OH、-OCH3、 -OCOCH3
2
基本性质
臭氧的物理化学特性
氧的同素异形体，又叫富氧，相对密度为氧的1.6倍 ; 分子——O3，分子量=47.998; 淡蓝色，且具有特殊的“新鲜”气味; 低浓度下嗅了使人感到清爽； 浓度稍高时，具有特殊的臭味，而且有毒.
臭氧在水中的溶解度
比氧气大10倍,比空气大25倍； 溶解度符合亨利定律：
臭氧在水溶液中的分解
分解速度比在气相中快得多; 强烈受氢氧根的影响，pH越高，分解速度越快; 臭氧在水中的半衰期为35min.
臭氧在冰中极为稳定, 半衰期为2000年.
2
臭氧的物理化学特性
2
臭氧的物理化学特性
酸性溶液中，E°=2.07V，仅次于氟； 碱性溶液中，E°=1.24V，仅次于氯(E°=1.36V); 除Pt(铂)\Au(金)\Ir(铱)\F(氟)外,几乎可与其它所有元素反应.
第7章 氧化还原
7.1概述
7.1.1氧化剂和消毒方法 1、氧化剂 氧化剂是一种能氧化其他物质而本身被还原的物质。 氧化还原方法常被用于去除水中的致病微生物以及有机或无 机污染物等。 非金属单质氧化剂:如F2、O2、Cl2、Br2、I2、N2、S等； 金属的阳离子氧化剂:如Fe3+、Ag+、Cu2+等； 弱氧化性酸:如盐酸、稀硫酸等； 强氧化性酸:如浓H2SO4、浓HNO3、稀HNO3、HClO、 KMnO4、K2Cr2O7、KNO3、Na2O2、MnO2等。
7.2.3氯化消毒副产物
氯消毒的副产物500种以上，主要有三卤甲烷（THM）,即一氯二溴甲 烷、三氯甲烷、二氯一溴甲烷、三溴甲烷等。 卤乙酸（HAA）：一共五种（一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、一溴乙酸、 二溴乙酸）。 目前主要控制技术：强化混凝（大分子有机物）、粒状活性炭吸附（小 分子有机物）及膜过滤。
S主要做氧化剂；Fe2+、SO2主要做还原剂。
既可做氧化剂又可做还原剂： 例如，Na2O2、H2O2、S、SO2等，但它们以一种性质为主，Na2O2、H2O2、
2、消毒方法 O2 Cl2 1.35V ClO2 1.50V KMnO4 1.62V （破坏有机物的不饱和键） H2O2 1.77V （高级氧化） O3 2.07V （杀菌能力强氯的几百倍） 高温 紫外线
2、高锰酸钾在水处理中的应用 1)高锰酸钾去除消毒副产物前驱物质 预处理能有效地去除污染水中的多种有机污 染物，降低水的致突变性。此外，还能显著地控 制氯化消毒副产物，使水中有机污染物的数量和 浓度均有显著地降低，水的致突变性由阳性转变 为阴性或接近阴性。如有效地破坏氯化消毒副产 物氯仿和四氯化碳的前驱物质。 2）高锰酸钾预处理助凝作用 氧化过程中生成的新生态水合二氧化锰等 中间 产物具有很高的活性，能够通过吸附作用促进絮 体的成长形成以新生态水合二氧化锰为核心的密 实絮体。
二氧化氯的氧化作用及投加剂量
二氧化氯的氧化作用及投加剂量二氧化氯的性质及作用一、二氧化氯的性质二氧化氯是由汉费莱‐戴维先生于1811年发现到的。
1843年时米隆用盐酸将氯酸钾酸化获得了一种黄绿色气体，并将这一气体吸收在碱性溶液里获得了亚氯酸盐(以及氯酸盐)，而米隆没有将这种气体作为二氧化氯识别。
1811年Garzaralli-Thumlackh鉴别出这种气体是二氧化氯和氯气的混合物。
二氧化氯为黄红色气体，带有一种辛辣气味，在空气中的体积浓度超过10%时便有爆炸性，但在水溶液中则无危险性。
比重为3.09克／升(11℃)，熔点-59.5℃，沸点9.9℃(压力为731mmHg时的沸点)。
在20℃和30mmHg压力下，二氧化氯在水中的溶解度为2.9克／升。
在水中能被光分解，与氨不起反应。
对人体有刺激，当大气中二氧化氯含量为14mg/L时，就可使人觉察；45mg/L 时，明显地刺激呼吸道。
二氧化氯的挥发性较大，稍一曝气即从溶液中逸出。
温度升高、曝光或与有机质相接触，会发生爆炸。
因此，在实际应用中，二氧化氯须避光保存，一般情况下，现场制备，现场使用。
二、二氧化氯的作用1、二氧化氯杀灭病菌和病毒的作用二氧化氯是一种广谱型的消毒剂，它对水中的病原微生物，包括病毒、细菌芽孢、配水管网中的异养菌、硫酸盐还原菌及真菌等均有很高的杀灭作用。
二氧化氯能在pH值很宽的范围内杀灭大肠杆菌，其杀灭效果与温度T有关，是温度（1/T）的函数，这一优点弥补了因温度升高而使二氧化氯在水中溶解度降低的缺点。
二氧化氯在水中的扩散速度较氯快，所以在低浓度时较氯更为有效。
二氧化氯对孢子的杀灭作用比氯强，对水中的放线菌、野生菌种、孢子体等均有较好的杀灭作用。
2、二氧化氯的氧化作用2.1二氧化氯对锰的氧化二氧化氯能够把二价锰氧化成四价锰，使之形成不溶于水的二氧化锰(MnO2)，即：2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2+12H++2Cl-通过氧化，二氧化氯对锰的去除率为69%～81%，而氯对锰的去除率仅为25%，一般二氧化氯的投加量为5.0mg/L。
氧化反应 ppt课件
第六章 氧化反应
Chapter 6 Oxidation Reaction
ppt课件
1
学习内容
烃类、醇类、醛、酮的氧化反应 含烯键化合物的氧化反应 芳烃、胺的氧化反应
脱氢反应及其他氧化反应
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2
学习要求
• 掌握烃基、醇与烯键氧化常用的氧化剂与特点。 • 熟悉各类氧化剂的应用范围，以及它们对不同
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22
(c) 当上述两规则有矛盾时，一般遵循规则a
H3C H3C
C
H2 C
CH3
SeO2
H
HOAc
H3C
CH2OH H2 CC H
CH3
(d) 环内双键，在(b)前提下优先氧化环上的烯丙位
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23
2.铬酐-吡啶（分子内盐） (Collins试剂（CrO3.2Py /CH2Cl2)
CrO3
Py
O
3.有机过酸酯 （引入酰氧基后水解）
OH
CH3CO3C(CH3)3
O
C6H5COOC CH3
常用
3
CH3COOC CH3
O
3
Байду номын сангаас
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24
第二节 醇的氧化
一 、伯、仲醇被氧化成醛、酮
R CH OH
R' 仲
R-CH2-OH 伯
R
R'
C
酮
O
[×O]
O [O]
O
R CH
R COH
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25
1.用铬化合物氧化 （1 ）铬酸(H2CrO4)为氧化剂
直接氧化苄位亚甲基为酮的适宜的氧化剂是CAN(+硝酸)和Cr(VI) 盐催化的过氧化物。
Chapter 6 Oxidation Reaction
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1
学习内容
烃类、醇类、醛、酮的氧化反应 含烯键化合物的氧化反应 芳烃、胺的氧化反应
脱氢反应及其他氧化反应
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2
学习要求
• 掌握烃基、醇与烯键氧化常用的氧化剂与特点。 • 熟悉各类氧化剂的应用范围，以及它们对不同
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22
(c) 当上述两规则有矛盾时，一般遵循规则a
H3C H3C
C
H2 C
CH3
SeO2
H
HOAc
H3C
CH2OH H2 CC H
CH3
(d) 环内双键，在(b)前提下优先氧化环上的烯丙位
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23
2.铬酐-吡啶（分子内盐） (Collins试剂（CrO3.2Py /CH2Cl2)
CrO3
Py
O
3.有机过酸酯 （引入酰氧基后水解）
OH
CH3CO3C(CH3)3
O
C6H5COOC CH3
常用
3
CH3COOC CH3
O
3
Байду номын сангаас
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24
第二节 醇的氧化
一 、伯、仲醇被氧化成醛、酮
R CH OH
R' 仲
R-CH2-OH 伯
R
R'
C
酮
O
[×O]
O [O]
O
R CH
R COH
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25
1.用铬化合物氧化 （1 ）铬酸(H2CrO4)为氧化剂
直接氧化苄位亚甲基为酮的适宜的氧化剂是CAN(+硝酸)和Cr(VI) 盐催化的过氧化物。
化学氧化-臭氧氧化
臭氧氧化水处理设备
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4
无声放电法
臭氧的制备
无声放电臭氧发生器
此法生产的臭氧浓度 在1%-3%; 85%-95%的电能转变 为热能, 电能利用率很 低, 运营费用较高.
5
臭氧在环境领域的应用
去除铁和锰 将水中的二价铁、锰氧化成三价铁及高价锰，使溶解性的铁、锰 变成固态物质，通过沉淀和过滤除去.
2 Fe
臭氧消毒的优缺点(与液氯消毒法相比)
5
臭氧在环境领域的应用
处理污水
降解氨氮
在高pH值时，诱发产生羟基自由基氧化氨 直接的分子氧化
炼油厂废碱液脱色除臭
硫醇、硫醚和硫酚等
处理工业循环水
杀菌除藻，控制微生物生长，除去生物污垢 防腐蚀
6
臭氧氧化水处理工艺及设备
电源
臭氧氧化水处理工艺
2
处理饮用水
O 3 3 H 2O 2 F e (O H ) 3
3M n
2
O3 3M nO 2
去除合成有机物 去除色度 控制臭和味 消毒
腐殖质→羧基化合物、挥发酸、CO2
各种常用消毒剂的效果排序
臭氧消毒
微生物 尾蚴 贾第虫孢囊 乙型肝炎病毒 臭氧浓度/mg/L 0.9 0.7 4-7 接触时间/min 3 2.8 1-2 杀灭率/% ~100 ~100 100
臭氧在冰中极为稳定, 半衰期为2000年.
2
臭氧的物理化学特性
2
臭氧的物理化学特性
酸性溶液中，E°=2.07V，仅次于氟； 碱性溶液中，E°=1.24V，仅次于氯(E°=1.36V); 除Pt(铂)\Au(金)\Ir(铱)\F(氟)外,几乎可与其它所有元素反应.
化学氧化-臭氧氧化 PPT课件
12
2
臭氧的物理化学特性
臭氧的毒性
高浓度臭氧为有毒气体, “臭氧中毒", 可能会使人死亡.
臭氧的毒性主要受浓度(c)和暴露时 间(t)的影响。
✓ 0.1~1ppm时，会出现头痛、咽干、 呼吸道刺激和眼灼痛；
✓ 1~100ppm时，可造成气喘、疲乏和 食欲不振;
✓ 短期暴露于更高浓度时,可造成喉刺激、 出血和肺气肿。
臭氧的腐蚀性
对金属的腐蚀性 除金和铂外, 对所有金属都具腐蚀性, 但铬铁合金基本上不受臭氧 腐蚀,生产上常使用含25%Cr的铬铁合金(不锈钢)来制造臭氧发生 设备和加注设备中与臭氧直接接触的部件.
对非金属材料的腐蚀性 会使聚氯乙烯塑料疏松、开裂和穿孔;可使普通橡胶老化; 故与臭 氧接触的密封材料必须采用耐腐蚀能力强的硅胶或耐酸橡胶等.
溶解性臭氧分解形成羟基自由基，HO·通过不同的反应使溶解态无 机物和有机物氧化。
链引发-传递-终止 溶解性臭氧的分解机理
✓ HSB (Hoigne, Staehelin和Bader) 机理 ✓ GTF (Gorkon, Tomiyasn和Futomi) 机理
HO·与溶解态化合物间的反应
✓ 电子转移反应——从其它物质上抽取电子, 自身还原为OH-； ✓ 抽氢反应 ——从有机物的不同取代基上抽取H使有机物变为有机物自由基,
臭氧消毒的优缺点(与液氯消毒法相比)
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5
臭氧在环境领域的应用
处理污水
降解氨氮
✓ 在高pH值时，诱发产生羟基自由基氧化氨 ✓ 直接的分子氧化
炼油厂废碱液脱色除臭
✓ 硫醇、硫醚和硫酚等
处理工业循环水
✓ 杀菌除藻，控制微生物生长，除去生物污垢 ✓ 防腐蚀
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氧化反应ppt课件
COOH
C
H C
K Mn 4,二 O环 已 基 -18-冠 -6
2
H
苯 ， 250C
97%
O
OO
OO
O
K M4n /P h O H 200C
O
OO
K
OO
O
M O 4n -
R R 'C = C H 2H K + M H n O 2 O 4 R R 'C = O + C O 2
R R 'C = C H R K M n O 4R R 'C = O + O = C H R
O
m-ClC6H4CO3H CHCl3
C 2 P H h 5CC C C 3 3H H C 6 H 0 5 0 C C ,3 3 H 0 m O E i t n 2 O / C 2 P H h 5C O C C C 3 3H H
C 6 H 5 C H C H 2C 6 H 0 5 0 C C O ,3 H 2 4 / C h H C l 3 C 6 H 5 C HC H 2 O
O
RC + H O 2 O 2OH R O C O H + H 2 O
C 6 H 5 CO 2 O 2 O H c o r O H 3 S C A 3 H O H C 6 + H 5 C 3 H O H 2 O +
C 3 C HOO 2 O 乙 H H 酸 2 S 乙 4 酯 O C +3 C H 3 H H O2 O +
C 3 (2 C ) H 7 C H = H (C 2 C ) 7 C H H H K 室 M O 温 ， 4 1 / 2 h 2 O H C O n 3 (O 2 C ) H 7 C O H - O H ( C H 2 C ) 7 C H O H O H H
09氧化精品PPT课件
第一节 催化氧化和催化脱氢
一、催化氧化
在没有催化剂的情况下，有机物在室温下与空气接 触，就能发生缓慢的氧化反应，这种现象称为自动氧化。 在催化剂存在下进行的氧化反就应称为催化氧化。
氧化反应根据反应温度和反应物聚集状态不同，又 可分为液相催化氧化和气相催化氧化反应。
1.液相空气氧化
液相空气氧化是液态有机物在催化剂存在下，通入空气 进行的催化氧化反应。
OH
CH3CHCH2CHO OH
但对于烷烃，氧化活性：叔＞仲＞伯
③反应介质
伯醇在中性介质中催化氧化得醛，而在碱性介质中却几乎定量 地生成羧酸。反应物若是多元伯醇，则一般只有一个伯羟基氧化成 羧酸。而介质的PH值对催化氧化反应的产物起着决定性的作用。
④反应温度
工业上进行的液相行动氧化反应要求在足够高的反应温度下进 行。但是，过高的反应温度会使反应选择性下降，副产物增多，甚 至发生爆炸。所以，在工业生产中应严格控制氧化反应温度。
第九章 氧化
◆从广义上来讲，凡是有机物分子中碳原子失去电子， 碳原子总的氧化态增高的反应称为氧化反应。
◆从狭义上讲，凡使反应物分子中的氧原子数增加， 氢原子数减少的反应称为氧化反应。
◆有机合成中氧化方法主要有三种，即催化氧化和催 化脱氢、化学氧化、电解氧化。此外，生物氧化在有 机合成中的应用也日益受到人们的重视。
第二节 化学氧化
人们习惯上把空气和氧以外的其它氧化剂统称为化 学氧化剂。使用化学氧化剂所进行的氧化反应就称为化 学氧化。化学氧化是工业上主要的氧化方法。
(1)反应历程
• 液相空气氧化属于自由基反应历程，其反应历程包 括链的引发，链的传递和链的终止三个步骤，其中决 定性步骤是链的引发。
①链引发 烃类R-H在光照、热及可变价金属盐或自由 基引发剂的作用下发生C-H键的均裂而生成自由基R。
环境中的高级氧化技术
R&D department of Youjia
ClO2优点
1. 广谱性：能杀死病毒、细菌、原生生物、藻类、真 菌和各种孢子 及孢子形成的菌体
2. 高效：0.1ppm下即可杀灭所有细菌繁殖体和许多致 病菌
3. 受温度和氨影响小：在低温和较高温度下杀菌效力 基本一致
4. pH适用范围广：能在pH2～10范围内保持很高的杀 菌效率
R&D department of Youjia
1.Fenton技术
R&D department of Youjia
1.类Fenton技术
在研究 Fenton 法中发现，除了 Fe2+能催化 H2O2 分解产生出·OH 外，其它的一些过渡金属离子如 Mn2+、 Cu2+、Co2+等也可以加速或替代 Fe2+起到这种催化作 用，从而实现氧化并去除有机污染物；金属离子促进 H2O2分解反应是因为产生了高活性的游离基。
环境工程中的高级 氧化技术
汇报人：余楷
汇报提纲
一、化学氧化 二、化学催化转化 三、湿式氧化技术 四、超临界水氧化技术 五、电化学处理技术 六、光催化氧化 七、超声技术 八、高级氧化技术的联合应用
汇报提纲
一、化学氧化 1. 臭氧氧化 2. 二氧化氯氧化 3. 过氧化氢氧化 4. 高锰酸钾氧化 5. 高铁酸钾氧化
2. 高效：0.1ppm下即可杀灭所有细菌繁殖体和许多致 病菌
3. 受温度和氨影响小：在低温和较高温度下杀菌效力 基本一致
4. pH适用范围广：能在pH2～10范围内保持很高的杀 菌效率
5. 安全无残留：不与有机物发生氯代反应，不产生三 致物质和其它有毒物质
6. 对人体无刺激等优点：低于500ppm时，其影响可以 忽略，100ppm以下对人没任何影响。
ClO2优点
1. 广谱性：能杀死病毒、细菌、原生生物、藻类、真 菌和各种孢子 及孢子形成的菌体
2. 高效：0.1ppm下即可杀灭所有细菌繁殖体和许多致 病菌
3. 受温度和氨影响小：在低温和较高温度下杀菌效力 基本一致
4. pH适用范围广：能在pH2～10范围内保持很高的杀 菌效率
R&D department of Youjia
1.Fenton技术
R&D department of Youjia
1.类Fenton技术
在研究 Fenton 法中发现，除了 Fe2+能催化 H2O2 分解产生出·OH 外，其它的一些过渡金属离子如 Mn2+、 Cu2+、Co2+等也可以加速或替代 Fe2+起到这种催化作 用，从而实现氧化并去除有机污染物；金属离子促进 H2O2分解反应是因为产生了高活性的游离基。
环境工程中的高级 氧化技术
汇报人：余楷
汇报提纲
一、化学氧化 二、化学催化转化 三、湿式氧化技术 四、超临界水氧化技术 五、电化学处理技术 六、光催化氧化 七、超声技术 八、高级氧化技术的联合应用
汇报提纲
一、化学氧化 1. 臭氧氧化 2. 二氧化氯氧化 3. 过氧化氢氧化 4. 高锰酸钾氧化 5. 高铁酸钾氧化
2. 高效：0.1ppm下即可杀灭所有细菌繁殖体和许多致 病菌
3. 受温度和氨影响小：在低温和较高温度下杀菌效力 基本一致
4. pH适用范围广：能在pH2～10范围内保持很高的杀 菌效率
5. 安全无残留：不与有机物发生氯代反应，不产生三 致物质和其它有毒物质
6. 对人体无刺激等优点：低于500ppm时，其影响可以 忽略，100ppm以下对人没任何影响。
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氧化性
2
二氧化氯的物理化学性质
是国际上公认的含氯消毒剂中唯 一的高效消毒灭菌剂，它可以杀 灭一切微生物.
包括细菌繁殖体, 细菌芽孢, 真菌, 分 枝杆菌和病毒等.
消毒灭菌性能
消毒机理 ClO2对微生物细胞壁 有较好的吸附和穿透作用,能渗透 到细胞内部与含巯基（-SH）的酶 反应，使之迅速失活，抑制细胞 内蛋白质的合成，从而达到将微 生物灭活的目的。
二氧化氯的发现及其应用
1811年 美国的戴维(Dary)用硫酸将氯酸钾酸化得到黄绿色气体,称之为优氯. 1843年 米隆用盐酸将氯酸钾酸化也获得了一种黄绿色气体. 1881年 舍恩拉科鉴别出这种气体是ClO2和Cl2的混合物. 1940年代 ClO2开始用于食品杀菌消毒,造纸的漂白和水的净化处理等. 1973年 氯气和其它氯系消毒剂的消毒副产物——三氯甲烷的发现推动了ClO2 在饮用水处理中的推广应用. 1980年代 稳定性ClO2问世及小型商用ClO2发生器开发成功. 1983年 美国EPA推荐使用ClO2对饮用水消毒. ClO2不仅是一种广谱、高效的消毒剂，而且还是优良的水处理剂、食品保鲜剂、 漂白剂、防腐剂和除臭剂, 在水处理、食品、医疗保健、造纸、养殖、日化等行 业得到广泛应用 WHO确认ClO2为A级安全消毒剂，被认定为氯系消毒剂最理想的更新换代产品。 中国状况
臭氧分子的共振三角形结 构表明，它可以作为偶极 试剂、亲电试剂和亲核试 剂,与有机物形成三类反应
间接反应机理—臭氧分解形成自由基与有机物的反应
溶解O3分解形成HO〃，HO〃通过不同的反应使无机物和有机物氧化. 电子转移反应 抽氢反应 OH〃加成反应
二氧化氯氧化
1
基本性质
溶解性
易溶于水，其在水中的溶解度是氯的5 倍，常温水溶液呈黄绿色； 溶解度与其分压和水的温度有关。
2
二氧化氯的物理化学性质
在常温下可压缩成深红色液体，极易挥发，极不稳定，易分解 为氯气和氧气，并放出热量，在光照、机械碰撞或接触有机物 都会发生爆炸。 影响ClO2稳定性的主要因素: 温度和光照.
(2) 快速、持久
溶于水后，基本不与水发生化学反应，也不以二聚或多聚状态存在 它在水中的扩散速度与渗透能力都比氯快，特别在低浓度时更突出 0.5ppm的ClO2作用5分钟后即可杀灭99％以上的异养菌, 而0.5ppm的 Cl2的杀菌率最高只能达到75％ 0.5ppm的ClO2在12小时内对异养菌的杀灭率保持在99％以上,作用时 间长达24小时杀菌率才下降为86.3%; ClO2 的残余量能在管网中持续很长时间, 对病毒、细菌的灭活效果比臭 氧和氯更有效.
在酸性较强的条件下, ClO2分解并生 成氯酸,亚氯酸, 从而氧化、降解废水 中的带色基团及其他的有机污染物; Cl2 + H2O → HCl + HClO 在弱酸性条件下, ClO2不易分解污染 HClO → Cl2 ＋ H2O 物,而是直接和废水中污染物发生作用 HClO2＋Cl2＋H2O→ HClO3＋HCl 并破坏有机物的结构. ClO2 + H2O → HClO3 + HCl ClO2 → Cl2 +O2
2
二氧化氯的物理化学性质
(4) 安全、广泛
不与水体中的有机物作用生成三卤甲烷等致癌物质，对高等动物细胞、 精子及染色体无致癌、致畸、致突变作用; ClO2 消毒只是有选择的与某些有机物进行氧化反应将其降解为含氧基 团为主的产物，不产生氯化有机物，所需投加量小，约为氯投加量的 40%,且不受水中氨氮的影响 其安全性是被世界卫生组织（WHO）定为AI级
细菌、病毒、真菌都是单细胞的低 级微生物，其酶系分布于细胞膜表 面, 易于受到ClO2攻击而失活. 而人和动物细胞中，酶系位于细胞 质之中受到系统的保护，ClO2难以 和酶直接接触，故其对人和动物的 危害较小.
2
二氧化氯的物理化学性质
(1) 高效、强力
在常用消毒剂中，相同时间内达到同样的杀菌效果所需的ClO2浓度最低; 对杀灭异养菌所需的ClO2浓度仅为Cl2的1/2; 对地表水中大肠杆菌杀灭效果比Cl2高5倍以上; 对孢子的杀灭作用比氯强
2
二氧化氯的物理化学性质
(3) 广谱灭菌
属广谱型消毒剂，对一切经水体传播的病原 微生物均有很好的杀灭效果; 除对一般细菌有杀死作用外,对芽孢、病毒、 异养菌、铁细菌、真菌等均有很好的杀灭作 用，且不易产生抗药性，尤其是对伤寒，甲 肝、乙肝、脊髓灰质炎及艾滋病毒等也有良 好的杀灭和抑制效果; 对病毒的灭活比O3和Cl2更有效; 低剂量的ClO2还具有很强的杀蠕虫效果
稳定性
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二氧化氯的物理化学性质
是强氧化剂，具有较高的电极电位 E0＝1.95V; ClO2中含氯52.6%, 从Cl4+→Cl-1的氧化过程中有5个电子转移,其有 效氯含量为52.6％×5＝263%，氧化能力是Cl2的2.63倍; ClO2不稳定, 遇水会迅速分解生成HClO3、HClO2、HClO、Cl2、 O2等强氧化剂，进而产生多种氧化能力极强的活性基团(即自由基). 二氧化氯在水中的反应：
温度升高、暴露在光线下或与某些有机物接触摩擦,可能引起爆炸; 在空气中的体积浓度超过10%就会发生爆炸; 在水中浓度超过30%时也会发生爆炸; ClO2溶液浓度在10g/L以下时基本没有爆炸的危险。 ClO2水溶液在较高温度与光照下会生成ClO2-与ClO3-, 应避光低温 存放.
1980年代初 开始ClO2的研究 1990年代 发展迅速 多用于造纸、纺织等行业，并逐步应用于自来水厂。
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二氧化氯的物理化学性质
通常状态下为黄绿色的气体，具有与氯 气相似的刺激性气味，分子量67.45； 760mmHg时, 沸点11℃, 熔点-59℃,气 态密度是空气的2.4倍;液态呈红褐色， 固态为橙黄色.
第1章
化学氧化
Chemical Oxidation
内 容
1
2
臭氧氧化 二氧化氯氧化 2
过氧化氢氧化 高锰机物 有机物
化合物
化学氧化
微毒、无毒或易 分离形态的物质
臭氧氧化
直接反应机理—臭氧分子直接进攻有机物的反应
共振杂化分子的四种典型形式 加成反应 亲电反应 亲核反应