纸浆绿色漂白——二氧化氯漂白

１ 二氧化氯的性质
二氧 化氯 （ １ ）是 一种有 类似 于氯气 和硝 酸 的特 殊刺 激性 气 味的黄 红色气 体 。相对 分 Ｃ０２
子质 量为 ６ ． ，熔 点 一５ ℃，沸 点 １ ℃ 。二氧 化氯 易溶 于水 ，形成 黄绿色 溶液 ，具有 很 强 ７６ ４ ９ １ 的氧化 性 ，其氧 化 能力是 氯气 的 ２５倍 ［。二 氧化 氯对 光和 热都十 分敏 感 ，其液 态和气 态 极 ． ３ ］
缓慢 ，化 学法 根据 原料 的不 同分 为亚 氯酸 盐法 和氯 酸盐 法 ，因亚 氯酸钠 比氯酸钠 价格 昂贵 ， 所 以 目前 二氧 化 氯 的工业 化制 备过 程 几乎都 是 基于 氯酸 盐法［。氯酸 盐法 以氯 化钠 为原 料 ， 卅
在 酸 性条 件下 与不 同的还 原剂 反应 得 到二氧 化 氯 ， 常用 的还 原剂有 二氧 化硫 、 氯离 子 、 盐酸 、
加 拿大 东 部 的某厂 以 甲醇 （ Ｈ３ Ｈ）和过 氧化 氢 （ Ｏ２ Ｃ Ｏ Ｈ２ ）联 合作 为 还原剂 生 产 二氧化 氯 ，该 工艺有 以下 ３个 优 点 ：１ ）转化 率 显著 提 高，生产 成本 明显 降低 。２ 引 ）二 氧化 氯溶液
第２ Ｏ卷第 ３期
２１ ０ ２年 ９月
纤 维 素 科 学 与 技 术
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｌ ｏ ｅＳｃｅ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｌ ｙ ｏ ｒ ａ ｆＣｅｌ ｓ ｉｎｃ ｎ ｃ ｎｏｏｇ ｕｌ
、ｏ ． ０ Ｎｏ ３ ，Ｉ ２ ． Ｓ ｐ ． ０１ ｅ ｔ２ ２
文 章编 号：１ ０ ．４ ５２ １）３０ ７ —９ ０ ４８ ０ （０ ２０ —０ ８０
等） ，其具 有对 环境污 染 小 ，对 纸张漂 白效果好 的优 势 。相 比臭 氧或 过氧酸 ，其又 有既 可获 得 高 白度又 不影 响纸 张质量 等优越 性 ，因此 迅速 得到推广 应用 。目前二 氧化 氯是世 界上 最 典 型 、最 常用 的漂 白剂 ，全 世 界 ９ ％以上 的化 学木 浆都 是采 用二 氧化 氯漂 白工 艺 。 ０
Ｃ１ ２ｅ 一 ２ 。 ２ 。 Ｃ１
（ ） １
（ ２）
所 以， １ ｌ １ ２ ０ 的氧 化 能力 是 Ｃ２ ２５倍 。 ｍｏ Ｃ ｌ的 ．
３ 二氧化氯的制备
二氧 化 氯 的制 备和 生产 工艺 很多 ，分 为化 学法和 电解法 。电化 学法 由于 经济 性原 因发展
通讯作 者： 曹云峰 ，教授 ，博 士，博士生导 师；研 究方向：制浆造纸与清 洁生产 。
第３ 期
ｔ４ 雅 等： 纸浆绿 色漂 白 —— 二氧化 氯漂 白 ，
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被 还 原成 氯 离子 （ １ Ｃ一 ）时只 释放 出 ２个 电子 ，如式 （ ）所 示 。 ２
Ｃ１ ＋ ２ ０＋ ５ 一一 Ｃｌ ４ ０２ Ｈ２ ｅ 一 ＯＨ‘ ＋
（Ｏ Ａ Ｘ）仅为氯气漂 白的 １ ，而不影 响脱木素。二氧化氯具有 强氧化性 ，较强 的脱 ／ ５ 木素能力和脱木素选择性 。在 Ｃ （ 漂 白过程 中，缓冲体系的建立有利 于维持 ｐ 的 １２ ） Ｈ
稳 定 ，二 甲基 亚 砜 （ ＤＭＳ 、Ｈ２ 、Ｎａ １ 等 一 些 助 剂 减 少 了 ＣＯ２ 白过 程 中 Ｏ） Ｏ２ Ｃ０２ Ｉ 漂
Ａ ＯＸ的生成 量。 １ ２ Ｃ０ 生产设备国有化、 用灵活 多变 的漂 白工艺是今后发展的趋势 。 采 关键词 ：二氧化氯 ；脱木素 ；催化剂 ；ｐ Ｈ值 中图分类号：Ｔ ７ ５ Ｓ４ 文献标识码 ：Ａ
１２ ９ １年德 国生 物学家 Ｅ ｉ Ｓｈ ｉｔ 制 备木 片标本 时发 现纸 浆漂 白剂—— 二 氧化 氯 ， ｒ ｃｍ ｄ 在 ｃ １４ ９ ６年 二氧 化 氯正 式作 为造纸 工业 的漂 白剂 投 入使 用（。相 比传统 的漂 剂 （ ¨ 氯气 和 次氯 酸
盐 （１ 轰 鬈ａ以解Ｎ 酸Ｈ） 可电制ａ 一投多收低Ｃ 量 Ｃ Ｃ 次资，率’： 高 ｌ 含
甲醇 （ Ｈ３ Ｈ） Ｃ Ｏ 工艺简单 ，容易控制 ，生产 效率高 产 生的酸性硫酸钠结 晶盐难 处理
过化 （ ２ 转率，度，有气产 产酸芒，氧氢贵 氧氢Ｈ ） 化高纯高无害体生嘉 物性硝过化昂， ２ ０
二氧 化 氯漂 白主要 是通 过 Ｃ０ 游 离基释 放 出原子 氧 ，对 木 素发色 基 团 的一 系列 氧化 作 １２ 用来 实现 的。如式 （ ）所示 ，二氧 化氯 释放 出 ５ 电子 被还 原成 氯 离子 （ Ｉ 。 素氯 （ １ １ 个 Ｃ‘ 元 ） Ｃ２ ）
收 稿 日期 ：２ １．３１ ０ ２０ ．７ 基金项 目：“ 江苏省青蓝工程 中青年学术带头人培养对象 ’省 教育 厅资助课题 （ ６ １ ５ ０ ） ’ １４ ０ ３ ８ 。 作 者简介 ：王小雅 （ ９ ８ ） １ ８～ ，男 ，硕 士研 究生 ；研究方 向：制浆造纸 。
甲醇和 过 氧化 氢等 。不 同还 原剂 制备 方 法 比较见 表 １ 。
表 １ 氯酸盐 与不同还原剂制备二 氧化氯的 比较［ 】
还原剂 优 点 缺 点
二氧化硫 （ Ｏ ） Ｓ ２ 氯化钠 （ Ｃ ） Ｎａ １
投 资少 、操作方便 反应速度 快，转化率 高
效率低 产生大量氯气
不 稳定 ，受热 、光照 或遇 到能促 进氧化 作 用 的物 质 时，极 易 引起 爆 炸 ，所 以应 避光 密封 ，置 于 阴凉 处保 存 ，一般情 况下采 取 现场制 各 。同时 ，二氧 化氯是 一种对 人 体有 害 的气体 ，接触 后 会刺 激 眼睛和 呼吸 道［。 ４ １
２ 二氧化氯 Biblioteka Baidu漂 白原理
纸浆绿色 漂 白 —— 二氧化氯漂 白
王 小雅， 曹云峰卓
（ 京林业大学 江 苏省制浆造纸科学与技术重 点实验室 ，江 苏 南京 ２ ０ ３ ） 南 １０ ７
摘 要 ：二氧化氯是 Ｅ Ｆ漂 白工 艺的主要漂 白剂之一，已被应用于制浆厂的多段漂 Ｃ
白。生产实践表明 ，在相 同有效氯用量下 ，二氧化氯漂 白产生的可吸附有机 卤化物