化學(xué)氧化-二氧化氯氧化ppt課件

1、內(nèi) 容1臭氧氧化臭氧氧化2二氧化氯氧化二氧化氯氧化35過氧化氫氧化過氧化氫氧化42高錳酸鉀氧化高錳酸鉀氧化高鐵酸鉀氧化高鐵酸鉀氧化化合物無機(jī)物有機(jī)物微毒、無毒或易分別形狀的物質(zhì)臭氧氧化l 加成反響加成反響 l 親電反響親電反響 l 親核反響親核反響共振雜化分子的四種典型方式共振雜化分子的四種典型方式 臭氧分子的共振三角形構(gòu)造闡明，它可以作為偶極試劑、親電試劑和親核試劑,與有機(jī)物構(gòu)成三類反響 溶解溶解O3O3分解構(gòu)成分解構(gòu)成HOHO，HOHO經(jīng)過不同的反響使無機(jī)物和有機(jī)物氧化經(jīng)過不同的反響使無機(jī)物和有機(jī)物氧化. .l 電子轉(zhuǎn)移反響電子轉(zhuǎn)移反響l 抽氫反響抽氫反響l OHOH加成反響加成反響二氧化

2、氯的發(fā)現(xiàn)及其運(yùn)用 l 1811年 美國的戴維(Dary)用硫酸將氯酸鉀酸化得到黃綠色氣體,稱之為優(yōu)氯.l 1843年 米隆用鹽酸將氯酸鉀酸化也獲得了一種黃綠色氣體.l 1881年 舍恩拉科鑒別出這種氣體是ClO2和Cl2的混合物.l 1940年代 ClO2開場(chǎng)用于食品殺菌消毒,造紙的漂白和水的凈化處置等.l 1973年 氯氣和其它氯系消毒劑的消毒副產(chǎn)物三氯甲烷的發(fā)現(xiàn)推進(jìn)了ClO2在飲用水處置中的推行運(yùn)用.l 1980年代 穩(wěn)定性ClO2問世及小型商用ClO2發(fā)生器開發(fā)勝利.l 1983年 美國EPA引薦運(yùn)用ClO2對(duì)飲用水消毒.l ClO2不僅是一種廣譜、高效的消毒劑，而且還是優(yōu)良的水處置劑、

3、食品保鮮劑、漂白劑、防腐劑和除臭劑, 在水處置、食品、醫(yī)療保健、造紙、養(yǎng)殖、日化等行業(yè)得到廣泛運(yùn)用l WHO確認(rèn)ClO2為A級(jí)平安消毒劑，被認(rèn)定為氯系消毒劑最理想的更新?lián)Q代產(chǎn)品。l 中國情況l 1980年代初 開場(chǎng)ClO2的研討l 1990年代 開展迅速l 多用于造紙、紡織等行業(yè)，并逐漸運(yùn)用于自來水廠。 二氧化氯的物理化學(xué)性質(zhì) l 通常形狀下為黃綠色的氣體，具有與氯氣類似的刺激性氣味，分子量67.45；760mmHg時(shí), 沸點(diǎn)11, 熔點(diǎn)-59,氣態(tài)密度是空氣的2.4倍;液態(tài)呈紅褐色，固態(tài)為橙黃色. l 易溶于水，其在水中的溶解度是氯的5倍，常溫水溶液呈黃綠色；l 溶解度與其分壓和水的溫度有關(guān)

4、。二氧化氯的物理化學(xué)性質(zhì) l 在常溫下可緊縮成深紅色液體，極易揮發(fā)，極不穩(wěn)定，易分解為氯氣和氧氣，并放出熱量，在光照、機(jī)械碰撞或接觸有機(jī)物都會(huì)發(fā)生爆炸。l 影響ClO2穩(wěn)定性的主要要素: 溫度和光照.l 溫度升高、暴露在光線下或與某些有機(jī)物接觸摩擦,能夠引起爆炸;l 在空氣中的體積濃度超越10%就會(huì)發(fā)生爆炸;l 在水中濃度超越30%時(shí)也會(huì)發(fā)生爆炸; l ClO2溶液濃度在10g/L以下時(shí)根本沒有爆炸的危險(xiǎn)。l ClO2水溶液在較高溫度與光照下會(huì)生成ClO2-與ClO3-, 應(yīng)避光低溫存放.二氧化氯的物理化學(xué)性質(zhì) l 是強(qiáng)氧化劑，具有較高的電極電位 E01.95V;l ClO2中含氯52.6%,

5、 從Cl4+Cl-1的氧化過程中有5個(gè)電子轉(zhuǎn)移,其有效氯含量為52.65263%，氧化才干是Cl2的2.63倍; l ClO2不穩(wěn)定, 遇水會(huì)迅速分解生成HClO3、HClO2、HClO、Cl2、O2等強(qiáng)氧化劑，進(jìn)而產(chǎn)生多種氧化才干極強(qiáng)的活性基團(tuán)(即自在基). ClO2 + H2O HClO3 + HClClO2 Cl2 +O2Cl2 + H2O HCl + HClOHClO Cl2 H2O HClO2Cl2H2O HClO3HCl 在酸性較強(qiáng)的條件下, ClO2分解并生成氯酸,亞氯酸, 從而氧化、降解廢水中的帶色基團(tuán)及其他的有機(jī)污染物; 在弱酸性條件下, ClO2不易分解污染物,而是直接和廢

6、水中污染物發(fā)生作用并破壞有機(jī)物的構(gòu)造. 二氧化氯的物理化學(xué)性質(zhì) l 是國際上公認(rèn)的含氯消毒劑中獨(dú)一的高效消毒滅菌劑，它可以殺滅一切微生物.l包括細(xì)菌繁衍體, 細(xì)菌芽孢, 真菌, 分枝桿菌和病毒等.l 消毒機(jī)理 ClO2對(duì)微生物細(xì)胞壁有較好的吸附和穿透作用,能浸透到細(xì)胞內(nèi)部與含巰基-SH的酶反響，使之迅速失活，抑制細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，從而到達(dá)將微生物滅活的目的。 細(xì)菌、病毒、真菌都是單細(xì)胞的低級(jí)微生物，其酶系分布于細(xì)胞膜外表, 易于遭到ClO2攻擊而失活. 而人和動(dòng)物細(xì)胞中，酶系位于細(xì)胞質(zhì)之中遭到系統(tǒng)的維護(hù)，ClO2難以和酶直接接觸，故其對(duì)人和動(dòng)物的危害較小.二氧化氯的物理化學(xué)性質(zhì) (1) (1

7、) 高效、強(qiáng)力高效、強(qiáng)力在常用消毒劑中，一樣時(shí)間內(nèi)到達(dá)同樣的殺菌效果所需的ClO2濃度最低;對(duì)殺滅異養(yǎng)菌所需的ClO2濃度僅為Cl2的1/2;對(duì)地表水中大腸桿菌殺滅效果比Cl2高5倍以上;對(duì)孢子的殺滅作用比氯強(qiáng)(2) (2) 快速、耐久快速、耐久溶于水后，根本不與水發(fā)生化學(xué)反響，也不以二聚或多聚形狀存在它在水中的分散速度與浸透才干都比氯快，特別在低濃度時(shí)更突出0.5ppm的ClO2作用5分鐘后即可殺滅99以上的異養(yǎng)菌, 而0.5ppm的Cl2的殺菌率最高只能到達(dá)750.5ppm的ClO2在12小時(shí)內(nèi)對(duì)異養(yǎng)菌的殺滅率堅(jiān)持在99以上,作用時(shí)間長達(dá)24小時(shí)殺菌率才下降為86.3%;ClO2 的剩余量

8、能在管網(wǎng)中繼續(xù)很長時(shí)間, 對(duì)病毒、細(xì)菌的滅活效果比臭氧和氯更有效.二氧化氯的物理化學(xué)性質(zhì) (3) (3) 廣譜滅菌廣譜滅菌屬廣譜型消毒劑，對(duì)一切經(jīng)水體傳播的病原微生物均有很好的殺滅效果;除對(duì)普通細(xì)菌有殺死作用外,對(duì)芽孢、病毒、異養(yǎng)菌、鐵細(xì)菌、真菌等均有很好的殺滅作用，且不易產(chǎn)生抗藥性，尤其是對(duì)傷寒，甲肝、乙肝、脊髓灰質(zhì)炎及艾滋病毒等也有良好的殺滅和抑制效果;對(duì)病毒的滅活比O3和Cl2更有效;低劑量的ClO2還具有很強(qiáng)的殺蠕蟲效果二氧化氯的物理化學(xué)性質(zhì) (4) (4) 平安、廣泛平安、廣泛不與水體中的有機(jī)物作用生成三鹵甲烷等致癌物質(zhì)，對(duì)高等動(dòng)物細(xì)胞、精子及染色體無致癌、致畸、致突變作用;ClO2

9、 消毒只是有選擇的與某些有機(jī)物進(jìn)展氧化反響將其降解為含氧基團(tuán)為主的產(chǎn)物，不產(chǎn)生氯化有機(jī)物，所需投加量小，約為氯投加量的40%,且不受水中氨氮的影響其平安性是被世界衛(wèi)生組織WHO定為AI級(jí)二氧化氯的物理化學(xué)性質(zhì) l ClO2的毒性主要表如今對(duì)人體造血功能的影響。長期飲用含有較高濃度ClO2 的水, 能夠損害動(dòng)物肝、腎、中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能，影響周圍血液的組成，抑制甲狀腺功能;l ClO2 參與水中后，會(huì)有50%70%轉(zhuǎn)變?yōu)镃lO2-與ClO3-, 其對(duì)血紅細(xì)胞有損害, 對(duì)碘的吸收代謝有干擾, 會(huì)使血液中膽固醇升高。美國EPA建議: ClO2消毒時(shí)剩余氧化劑總量(ClO2ClO2-ClO3-)1.0

10、mg/L 實(shí)踐運(yùn)用中ClO2的劑量都控制在0.5mg/L以下二氧化氯的物理化學(xué)性質(zhì) l ClO2制劑保管時(shí)應(yīng)防止與強(qiáng)復(fù)原劑和強(qiáng)酸性物質(zhì)接觸，防止藥效降低，甚至發(fā)生不測(cè)事故;l 不能用鐵制容器存放或配制溶液，防止損壞容器、降低藥效, 宜選用塑料容器; l 80120ppm的ClO2對(duì)不銹鋼和銅根本無腐蝕;l 2080 ppm的ClO2對(duì)碳鋼根本無腐蝕;l ClO2在循環(huán)水中的殺菌濃度74時(shí)，在具有適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火源或溫度的密閉容器中,能產(chǎn)生氣相爆炸。 過氧化氫的構(gòu)造與性質(zhì) 針對(duì)會(huì)加速H2O2分解的熱、介質(zhì)、重金屬離子和光四大要素，普通常把H2O2裝在棕色瓶中放在陰涼處保管，有時(shí)還參與一些穩(wěn)定劑，如微量

11、的錫酸鈉 Na2SnO 3 、焦磷酸鈉Na4P2O7 或8-羥基喹啉等來抑制所含雜質(zhì)的催化分解作用l用稀硫酸與過氧化物反響來制取H2O2，例如低溫lBaO2 + H2SO4 = BaSO4 + H2O2 l通CO2氣體于BaO2溶液中：lBaO2 + CO2 + H2O = BaCO3 + H2O2 過氧化氫的制備 n 實(shí)驗(yàn)室制備方法實(shí)驗(yàn)室制備方法l 電解-水解法(1908年提出)l 以鉑片作電極，通直流電電解硫酸氫銨的飽和溶液，得到過二硫酸銨：l 2NH4HSO4 = (NH4)2S2O8 + H2 l 參與適量的H2SO4以水解過二硫酸銨即得H2O2：l (NH4)2S2O8 + 2H2O

12、 = 2NH4HSO4 + H2O2 l 生成的硫酸氫銨可循環(huán)運(yùn)用l 乙基蒽醌法(20世紀(jì)70-80年代)l 以2-乙基蒽醌和鈀或鎳為催化劑，由H2和O2合成H2O2n 工業(yè)制備方法工業(yè)制備方法過氧化氫的制備 2222HOH O 2-乙基蒽醌.鈀l 空氣陰極法l 異丙醇法n 氫氧直接合成法n 早在1914年，就有人試圖采用氫氧直接合成法，在其后50年的斷續(xù)研討中，皆因所得產(chǎn)物濃度太低，而沒有開展n 自1987年后，杜邦公司獲得了突破性進(jìn)展; 專利中采用幾乎不含有機(jī)溶劑的純水作反響介質(zhì)，在有載體PtPd催化劑和溴化物等為助催化劑催化下，使H2，O2加壓化合，生成過氧化氫n 該法投資比蒽醌法減少近一半，具有極大的吸引力研究機(jī)構(gòu)生產(chǎn)技術(shù)過氧化氫濃度（%）Du Pont025C，2.8617.34MPa；PtPd/C催化劑、溴化物為助催化劑1325MGC10C，10MPa；Pd/C催化劑，氨基酸為助催化劑3.4Atomic