化学氧化-二氧化氯氧化.ppt

第1章 化学氧化Chemical Oxidation 内 容 臭氧氧化 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 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。 二氧化氯的物理化学性质 二氧化氯的物理化学性质 二氧化氯的物理化学性质 二氧化氯的物理化学性质 二氧化氯的物理化学性质 二氧化氯的物理化学性质 二氧化氯的物理化学性质 二氧化氯的物理化学性质 二氧化氯的物理化学性质 二氧化氯的制备 二氧化氯的制备 稳定性二氧化氯及其活化 二氧化氯的应用 二氧化氯的应用 过氧化氢的结构与性质 过氧化氢的应用 Thank You ! * * 1 臭氧氧化 2 二氧化氯氧化 3 5 过氧化氢氧化 4 2 高锰酸钾氧化 高铁酸钾氧化 作用 化合物 无机物 有机物 化学氧化 微毒、无毒或易 分离形态的物质 直接反应机理—臭氧分子直接进攻有机物的反应 加成反应 亲电反应 亲核反应 共振杂化分子的四种典型形式 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 2 基本性质 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. 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 稳定性 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. 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. 2 氧化性 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). ClO2 + H2O → HClO3 + HCl ClO2 → Cl2 +O2 Cl2 + H2O → HCl + HClO HClO → Cl2 ＋ H2O HClO2＋Cl2＋H2O→ HClO3＋HCl 二氧化氯在水中的反应： 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; 在弱酸性条件下, ClO2不易分解污染物,而是直接和废水中污染物发生作用并破坏有机物的结构. 2 消毒灭菌性能 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。 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