二氧化氯（黄绿色到橙黄色的气体）

二氧化氯

黄绿色到橙黄色的气体

二氧化氯，是一种无机化合物，化学式为ClO2，常温常压下是一种黄绿色到橙黄色气体，主要用于纸浆和纸、纤维、小麦面粉、淀粉的漂白，油脂、蜂蜡等的精制和漂白，饮用水的消毒杀菌处理。

基本信息

化学式：ClO2

分子量：67.452

CAS号：10049-04-4

EINECS号：233-162-8

理化性质

红黄色有强烈刺激性臭味气体；11℃时液化成红棕色液体，-59℃时凝固成橙红色晶体。有类似氯气和硝酸的特殊刺激臭味。液体为红褐色，固体为橙红色。沸点11℃。相对蒸气密度2.3g/L。遇热水则分解成次氯酸、氯气、氧气，受光也易分解，其溶液于冷暗处相对稳定。二氧化氯能与许多化学物质发生爆炸性反应。对热、震动、撞击和摩擦相当敏感，极易分解发生爆炸。受热和受光照或遇有机物等能促进氧化作用的物质时，能促进分解并易引起爆炸。若用空气、二氧化碳、氮气等惰性气体稀释时，爆炸性则降低。属强氧化剂，其有效氯是氯的2.6倍。与很多物质都能发生剧烈反应。腐蚀性很强。

可溶性：极易溶于水而不与水反应，几乎不发生水解（水溶液中的亚氯酸和氯酸只占溶质的2%）；在水中的溶解度是氯的5～8倍。溶于碱溶液而生成亚氯酸盐和氯酸盐。

水中溶解度：20℃时0.8g/100mL、8300mg/L

化学键：Cl原子以sp2杂化轨道形成σ键，分子为V形分子。氯原子中的一个电子垂直于O-Cl-O平面，并与O,O的4个电子形成大π键（离域π键）。

氧化作用：

1、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-

2、对铁的氧化

二氧化氯同样也能够把二价的铁氧化成三价的铁，形成氢氧化铁沉淀，即：

ClO2+5Fe(HCO3)2+13H2O=5Fe(OH)3+10CO32-+Cl-+21H+

3、对硫化物的氧化

二氧化氯在pH值5～9的区间内，很快将硫化物（S2-）氧化成硫酸盐（SO42-），即：

8ClO2+5S2-+4H2O=5SO42-+8Cl-+8H+

4、对氰化物的氧化

二氧化氯可以将氰化物氧化成二氧化碳和氮，即：

2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-

计算化学数据

疏水参数计算参考值（XlogP）：1.4

氢键供体数量：0

氢键受体数量：1

可旋转化学键数量：0

互变异构体数量：0

拓扑分子极性表面积：18.1

重原子数量：3

表面电荷：0

复杂度：7.5

同位素原子数量：0

确定原子立构中心数量：0

不确定原子立构中心数量：0

确定化学键立构中心数量：0

不确定化学键立构中心数量：0

共价键单元数量：1

毒理学数据

急性毒性：94mg/kg（大鼠口服）；LCLo：260 ppm（大鼠，2小时）。

作用机理

二氧化氯具有杀菌、漂白、除臭、消毒、保鲜的功能。主要是因为二氧化氯具有氧化作用，二氧化氯分子的电子结构呈不饱和状态，外层共有19个电子，具有强烈的氧化性，主要是对富有电子（或供电子）的原子基团（如含巯基的酶和硫化物，氯化物）进行攻击，强行掠夺电子，使之成为失去活性和改变性质的物质。

1、杀菌机理

二氧化氯对细胞壁有较强的吸附和穿透能力，放出原子氧将细胞内的含巯基的酶氧化起到杀菌作用。

2、漂白作用

二氧化氯的漂白是通过放出原子氧和产生次氯酸盐而达到分解色素的目的。用它做漂白剂代替氯气、氯酸盐等，可阻止并避免与纤维发生氧化而降低纤维强度，因而效果更全面。

3、除臭作用

二氧化氯的除臭是因为它能与异味物质（如H2S、-SOH、-NH2等）发生脱水反应并使异味物质迅速氧化转化为其他物质。而且它能阻止蛋氨酸分解成乙烯，也能破坏已形成的乙烯，从而延缓腐烂，同时杀死微生物而不与脂肪酸反应并不破坏食品结构。

用途

杀菌、消毒

1、对饮用水的消毒

二氧化氯是净化饮用水的一种十分有效的净水剂，其中包括良好的除臭与脱色能力、低浓度下高效杀菌和杀病毒能力。二氧化氯用于水消毒，在其浓度为0.5～1mg/L时，1分钟内能将水中99%的细菌杀灭，灭菌效果为氯气的10倍，次氯酸钠的2倍，抑制病毒的能力也比氯高3倍，比臭氧高1.9倍。二氧化氯还有杀菌快速，pH范围广（6-10），不受水硬度和盐份多少的影响，能维持长时间的杀菌作用，能高效率地消灭原生动物、孢子、霉菌、水藻和生物膜，不生成氯代酚和三卤甲烷，能将许多有机化合物氧化，从而降低水的毒性和诱变性质等多种特点。

2、对空气的杀菌

空气中含有大量可以致病的细菌，特别是饮食业场所及食品加工厂生产车间空气中微生物种类和数量多而复杂，对于这些微生物普遍采用的是紫外线灭菌方式，但由于室内空气相对湿度大，紫外线杀菌效果并不理想。而二氧化氯制剂的灭菌能力强，分解迅速无残留，非常适于饮食业及食品加工业的有关场所的空气喷雾杀菌及消毒。此外，春秋两季是感冒、气管炎等传染病的多发季节，可以用二氧化氯对环境进行消毒，不但能杀灭病原微生物，还能消除异味，清新空气。因此，二氧化氯是十分理想的预防“非典”的环境消毒剂。

3、对厨房用具、食品机械设备的消毒

厨房用具、食品机械设备、容器等如果不经彻底的消毒，容易对食品造成污染，导致食物中毒的发生。用二氧化氯对厨房用具、食品机械设备、容器等进行消毒，可杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球等。

4、在医疗领域

二氧化氯用于口腔含漱，可有效控制牙龈炎、牙斑菌和口臭，用作坐浴或冲洗，可防止多种疾病，等等。在1998年抗洪救灾中，抗洪战士用二氧化氯消毒液洗脸、坐浴、擦身、泡脚、泡洗内衣裤等，其神奇作用再次被验证。实践证明，二氧化氯对防治红眼病、皮肤病及除臭有良好效果。

5、水产养殖、畜禽养殖的消毒

二氧化氯水产养殖药剂可用于治疗鱼、虾、蟹、甲鱼、蛙类等细菌性、病毒性疾病。对鲤、草、鳗、罗非鱼等的赤皮、烂腮、出血性败血病、肠炎、烂尾、水霉病等；虾类病毒病、黑鳃、白毛病、打印病等；蟹类烂腮、水肿、肠炎、上岸症、颤抖等；甲鱼腐皮病、红、白底板病、出血病、穿孔病等；蛙类的皮肤病、眼病等病害具有独特功效，并能去除水中异味，改善水质，增加水体含氧量。

杀菌

二氧化氯是一种广谱、高效的灭菌剂。国外许多的研究结果表明，二氧化氯在极低的浓度（0.1ppm）下，即可杀灭许多诸如大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等致病菌。即使在有机物的干扰下，在使用浓度为几十ppm时，也可完全杀灭细菌繁殖体、肝炎病毒、噬菌体和细菌芽孢等所有微生物。

保鲜

1、食品的保鲜

二氧化氯一般使用浓度较小，可直接用于水果、蔬菜、肉类的杀菌、保鲜。将水果、蔬菜在二氧化氯溶液中浸泡片刻，即能杀死微生物又不与脂肪酸反应，不破坏蔬菜的纤维组织并对果蔬的味道、营养无任何损害，且无需再用清水清洗。在流通领域中，有些不宜水洗的果蔬，可用固体的二氧化氯与果蔬一起装入包装箱，可长时间缓慢放出二氧化氯，既灭菌，又可达到保鲜作用。经二氧化氯溶液浸泡的鱼、鸡、禽类，不仅可消除腥臭味，还可有效控制微生物生长，延长储藏期，并能保持鲜美的口味。用二氧化氯处理禽蛋，保鲜效果亦良好，且不影响蛋的孵化。

2、除臭、除异味

二氧化氯能和空气中的硫化合物及水中铁和锰化合物相作用，但是不与氨反应，因此可消除空气和水中的臭味。用二氧化氯溶液对冰箱进行擦洗，可达到消除异味的作用。在卫生间中可用二氧化氯溶液进行喷雾，可迅速去除臭味。

发达国家已将二氧化氯应用到几乎所有需要杀菌消毒领域。在中国，二氧化氯的应用虽然刚刚起步，但有理由相信，在不久的将来，二氧化氯一定会成为生产和生活中必不可少的日常用品，其发展前景无限广阔。

漂白

1、纺织：用于棉纱、麻等天然纤维的漂白。

2、造纸：纸浆漂白，提高白度。

3、食用菌：竹笋等食品的漂白

危害

二氧化氯具有强氧化性，空气中的体积浓度超过10%便有爆炸性，但其水溶液却是十分安全的（水中含量超过30%易爆炸）。它能与许多化学物质发生爆炸性反应，对受热、震动、撞击、摩擦等相当敏感，极易分解发生爆炸。

国家标准

《二氧化氯消毒剂卫生标准》（GB 26366-2010）《Hygienic standard for chlorine dioxide disinfectant》于2011年6月1日实施。

《二氧化氯消毒剂发生器安全与卫生标准》（GB 28931-2012）《Safety and sanitation standard for chlorine dioxide disinfectant generator》于2013年5月1日实施。

《化学法复合二氧化氯发生器》（GB/T 20621-2006）《Generator of complex chlorine dioxide by chemical reaction》于2007年2月1日实施。

《稳定性二氧化氯溶液》（GB/T 20783-2006）《Stable chlorine dioxide solution》于2007年6月1日实施。

《带二氧化氯的四段漂白系统能量平衡及能量效率计算方法》（GB/T 27709-2011）《Calculation method of energy equilibrium and energy efficiency in four stages bleaching system with chlorine dioxide》于2012年实施。

《二氧化氯固体释放剂》（GB/T 27802-2011）《Solid composition releasing chorine dioxide》于2012年6月1日实施。

《二氧化氯固体释放剂分析方法》（GB/T 27803-2011）《Analysis method for solid composition releasing chorine dioxide》于2012年6月1日实施。

参考资料

1.稳定性二氧化氯简介·中国环保设备网