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二氧化氯是一种氧化剂,是目前国际上公认的新一代高效、广谱、安全、无毒的绿色杀菌消毒剂,可以杀灭一切微生物,包括细菌、病毒、真菌等。它广泛应用于工业水及饮用水消毒、空气杀菌、食品保鲜、纸浆漂白、石油解堵等领域。世界卫生组织(WHO)和世界粮农组织(FAO)已将其列为A1级安全高效的杀菌消毒剂。目前,国内外大都使用化学法来制备二氧化氯,最常用的是以CH3OH、H2O2、SO2等为还原剂,在酸性介质中还原氯酸钠来制得二氧化氯。但是化学制备过程大都存在着制得的二氧化氯纯度低、对其稳定化成本高以及生成反应不易控制等缺点,因此应用受到限制。以电为驱动力的电化学方法具有强度大、效率高、见效快、反应安全且生成的产品纯度高等优点。因此,电解法是一种竞争力较强的制备二氧化氯的方法,有着广泛的开发及应用前景。本论文以PbO2/Ti电极为工作电极,以国产阴离子交换膜为隔膜,以可溶性盐为支持电解质,电解亚氯酸钠溶液;电解产物先经过饱和亚氯酸钠溶液纯化,再经超纯水溶液吸收后,获得高纯度二氧化氯溶液。本文所研究的电解方法鲜见报道。具体研究内容如下:(1)建立了一种测定二氧化氯含量的方法。以染料罗丹明B(Rhodamine B)为显色剂,根据二氧化氯可氧化罗丹明B使其褪色的性质,采用分光光度法对低浓度二氧化氯的含量进行测定。在NH3–NH4Cl缓冲溶液(pH=10)体系中,考察了罗丹明B用量、缓冲溶液用量、反应时间及试剂加入顺序等因素对所测定二氧化氯含量的影响,确定最佳测定条件,绘制标准曲线,得到二氧化氯的线性浓度范围为0.0~4.0mg/L。该法测定二氧化氯的线性范围宽、灵敏度及选择性高,可用于定量检测水中二氧化氯的含量。(2)通过循环伏安曲线的测量,考察了亚氯酸钠浓度、支持电解质浓度、工作电极材料对电氧化法制备二氧化氯的影响;通过恒电位电解实验,初步考察了阳极电位、电解电量、电解温度对电解制备二氧化氯电流效率的影响,确定了电氧化法制备二氧化氯的主要影响因素及范围。(3)确定了以Pb2/Ti为工作电极电解亚氯酸钠制备二氧化氯溶液的实验方案,设计了四因素三水平正交实验进行工艺参数的确定。考察了亚氯酸钠浓度、可溶性盐浓度、阳极电位、电解电量对电氧化制备二氧化氯的电流效率的影响,确定了最佳电解工艺。在最佳条件下,恒电位电解亚氯酸钠制备二氧化氯的电流效率可达90.56%。在最佳条件下,进行了恒反应物浓度下的电氧化实验,当电解电量为理论消耗电量40%时,电流效率基本维持在80%左右。(4)研究了二氧化氯的杀菌效果,以硫酸盐还原菌为测试菌种,考察了二氧化氯对其的杀灭效果,并对最低杀菌浓度进行确定。实验结果表明,0.98mg/L二氧化氯对硫酸盐还原菌的杀菌率为100%。由此证明,二氧化氯对硫酸盐还原菌具有很强的杀灭能力。