二氧化氯能有效地除去环境中的多种无机、有机、有毒物质；杀灭各种病菌，病毒。已广泛地应用于中水处理、污水治理与饮用水消毒处理以及空气净化等环保领域。被誉为“环境净化剂”。在环境严重污染，生态日益恶化的今天，ClO2对于治理环境，改善生态，保持国民经济的持续发展，不断提高人民健康状况都将起到越来越重要作用。

关键词：二氧化氯；催化氧化；消毒剂

一、二氧化氯的性质

二氧化氯为黄绿色气体，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。二氧化氯对人体有刺激，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；另外，当二氧化氯在空气中的体积浓度超过10%时会有爆炸性，但在水溶液中则无危险性，因此在使用二氧化氯时要非常小心。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，也会发生爆炸。因此，在实际应用中，二氧化氯须避光保存，一般情况下，得现场制备，现场使用。

二、实验部分

2.1 实验药品

亚氯酸钠、硝酸铜、硝酸镍、硝酸锌、硝酸锰、硝酸钾(AR)；氢氧化钠与浓盐酸(AR)；粒状活性炭（北京光华活性炭厂），γ-Al₂O₃(AR)。

本实验采用配制的染料模拟废水，活性艳蓝（模拟废水Ⅰ），其COD_Cr为598 mg/L；阳离子艳红X-5GN（模拟废水Ⅱ），其COD_Cr为645 mg/L；分散兰2BLN（模拟废水Ⅲ），其COD_Cr为682 mg/L。

2.2 实验步骤

（1）二氧化氯化学氧化实验：不加催化剂，直接用二氧化氯氧化处理染料模拟废水，重点考察反应时间、溶液的pH及氧化剂用量对氧化处理效果的影响。

（2）催化剂的筛选实验：将自制的九种催化剂与二氧化氯组成催化氧化体系，对染料模拟废水进行催化氧化处理实验，筛选最佳的催化剂。

（3）催化氧化实验：重点考察催化剂投加剂量、氧化剂投加量、溶液的pH、反应时间对模拟废水的催化氧化处理，确定最佳工艺条件。

三、结果与讨论

3.1 二氧化氯化学氧化实验结果与讨论

取三种模拟废水，投加不同剂量的二氧化氯溶液，调节反应的pH，在室温下振荡反应一段时间，测定反应后溶液的COD_Cr值，计算COD_Cr去除率。确定了最佳的工业条件为：二氧化氯投量2.0%（1.0%的水溶液）、反应时间60 min、反应的pH为3～5。在此工艺条件下重复实验5次，结果见表1。

表1 化学氧化模拟废水实验结果

模拟废水	COD_Cr去除率/%
模拟废水	1	2	3	4	5	平均
模拟废水Ⅰ	21.4	20.9	20.7	21.8	21.2	21.2
模拟废水Ⅱ	22.0	22.4	22.9	23.1	22.3	22.5
模拟废水Ⅲ	24.3	24.7	24.5	24.8	25.1	24.7

从表1数据说明，二氧化氯氧化模拟染料废水处理效果稳定，但COD_Cr去除率较低，且对三种不同的染料废水没有明显差异。

3.2 催化氧化实验的实验结果与讨论

3.2.1 催化剂优选实验

分别取模拟废水Ⅰ和Ⅱ各100 mL，投加二氧化氯溶液2 mL（1.0%的水溶液）和自制催化剂（浸渍染料废水）4.0 g，调节水样的pH＝3～5，室温下振荡反应60 min。测定反应后的COD_Cr值，计算COD_Cr去除率，结果见表2。

加入催化剂对模拟废水进行催化氧化的效果良好，COD_Cr去除率明显升高，除1^＃Mn/AC和7^＃AC外，对模拟废水Ⅰ和模拟废水Ⅱ的COD_Cr去除率均在70%以上，特别是2^＃(Ni/AC)催化剂对两种模拟废水的COD_Cr去除率率最好，分别达83.6%和88.5%。因此，确定2^＃(Ni/AC)催化剂为最佳催化剂。