二氧化氯的制备原理和方法.doc

二氧化氯的制备原理和方法一、ClO2的制备化学 ClO2的制备方法有十余种，但从宏观上可以分为化学法和电化学法，而化学法是在强酸介质中，用不同的还原剂还原氯酸盐或在酸性介质中用氧化剂氧化亚氯酸盐而制得；电化学法则是通过直接电解亚氯酸盐或氯酸盐而制得，从本质上讲，两种方法均属于氧化还原反应。二、ClO2的制备方法 ClO2的制备方法很多，在文献中有大量论述，文章仅进行简单概括。1、 化学法 工业上生产ClO2的化学法主要有以氯酸纳(NaClO3)为氧化剂的R系列法和以亚氯酸纳(Na-ClO2)为还原剂的生产法1118。利用化学法制备时，体系的电子活度和酸度起着重要的作用19。 a.Mathieson法 该法是工业上生产ClO2的最古老办法，于1940年在美国Mathieson公司首次实现工业化。该法是以SO2为还原剂，以H2SO4为介质和催化剂中还原NaClO3溶液来制备。其反应式如下： 2NaClO3+H2SO4+SO2ClO2+2NaHSO4 该反应温度为7590。生产中使用45%47%的NaClO3溶液和75%的H2SO4，ClO2的得率可达95%97%。但由于SO2的毒性和成本问题，该法现在已基本不用。b.R1法 1946年加拿大的Rapson教授发明的R1法在魁北克首次实现工业化。反应如下： 3NaClO3+4SO2+3H2O 2ClO2+Na2SO4+3H2SO4+NaCl c.R2法 R2法也是Rapson教授发明的，该法以NaCl取代SO2为还原剂，反应得到ClO2和Cl2的混合气体， ClO2用水吸收而与Cl2分离。反应方程式为： NaClO3+NaCl+H2SO4 ClO2+1/2Cl2+Na2SO4+H2O 在发生器内加入含NaClO3340g/L，NaCl195g/L的混合液和98% H2SO4，于2540反应。反应过程中，从反应器和气体塔底部送入空气，将生成的ClO2和Cl2混合气体吹出并稀释至含ClO2 10%左右。 d.Solvey法 该法由美国阿莱德公司开发，其反应如下： 2NaClO3+2H2SO4+CH3OH 2ClO2+2NaHSO4+HCHO+2H2O 随后，阿莱德公司在上述各种工艺的基础上不断进行改进，相继开发了一系列R系新工艺，依照开发顺序分别称为R3，R3H，R4，R5，R6，R7和R8法。 e.R3，R3H及R4法 R3法是R2法的改进，所用原料相同，只是改进了设备和溶液的循环，并提高了ClO2溶液的浓度。此外，副产品Na2 SO4的回收工序也与R2法不同。该法产生的ClO2和Cl2的混合气体经水吸收ClO2，制成ClO2水溶液而与Cl2气分离。 R3H法与R3法的区别是部分或全部用次氯酸水溶液或无水盐酸取代NaCl，加酸是为了减少硫酸的用量和副产Na2 SO4的量。反应式如下： NaClO3+(1-x)NaCl+xHCl+(2-x)/2H2SO4 ClO2+1/2Cl2+H2O+(2-x)/2Na2 SO4 上式中，0x1，当x=0时，上式就成为典型的R3反应；当x=1时，则有： NaClO3+HCl+1/2 H2SO4 ClO2+1/2Cl2+H2O+1/2Na2 SO4 R4法旨在通过复分解反应转变滤饼为氯化钠，并将酸循环至反应器，但经济上价值不大。 f.R5和R6法 该法又称盐酸法，欧洲普遍用此法生产ClO2，优点是不需专门的还原剂，NaClO3和盐直接反应即可。工业上最著名的R5法就是开斯丁法，其化学反应式如下： NaClO3+HClClO2+1/2Cl2+NaCl+H2O 该法的优点是结晶盐为NaCl。一般地，将R5法建在氯碱厂配套使用，就称为R6法。即通过电解NaCl水溶液制得NaClO3，用盐酸作为还原剂生产ClO2。将反应后的残液(含少量NaClO3和较多NaCl)蒸发浓缩，放到电解槽中，将NaCl再电解成NaClO3而成富NaClO3的浓溶液进行循环使用，反应效率达87.5%。此法生产中无三废问题，在负压下生产，安全无污染；特别是采用锰做催化剂时，其反应效率高达97.8%。 g.R7和R8法 20世纪80年代初在北美洲，R7法首先工业化。其反应式如下： NaClO3+HCl+1/2H2SO4 ClO2+1/2Cl2+H2O+1/2Na2 SO4 1/2Cl2+1/2SO2+H2O1/2H2SO4+HCl 总反应式为： NaClO3+1/2SO2ClO2+1/2Na2 SO4 由以上反应可以看出，R7法产生的Na2 SO4数量大大减少。 R8法是由Albright & Wilson American(原阿莱德公司)开发的，1985年实现工业化。其反应式为： 30NaClO3+20H2SO4+12CH3OH30ClO2+ 23H2O+10Na3H(SO4)2+5CH3OH+6HCOOH+CO2 副反应为： 12NaClO3+8H2SO4+6CH3OH 6ClO2+18H2O+4Na3H(SO4)2+6CO2+3Cl2 R8法采用高酸度反应介质，加H2SO4，使反应介质酸度达到79.5N。主反应可以连续进行，转化率可达99%100%，生成极少量的Cl2副产品。ClO2的产量与甲醇添加量成正比，NaClO3与甲醇的物质的量比约为41。 h.其他氯酸盐法 近年来，又开发了以草酸(H2C2O4)为还原剂的新方法，其反应如下： 2NaClO3+2H2SO4+H2C2O4 2ClO2+2CO2+2H2O+2NaHSO4但未见相关工业化报道。 我国科技工作者开发的氯酸钾(KClO3)-硫酸联阱法(N2H2H2SO4)可以得到纯度较高的ClO2。其反应式如下： 4KClO3+N2H2H2SO4+3H2SO4 4ClO2+N2+4KHSO4+2H2O 该法的优点是收率和纯度较高，反应温度不超过60；缺点是N2H2H2SO4的价格较高，很难实现工业化。 i.NaClO2-Cl2法 其反应式如下： 2NaClO2+Cl22ClO2+2NaCl 这是工业化生产ClO2常用的方法，但氯气有毒，装置安全费用高。 j.NaClO2-HCl法 其反应式如下： 2NaClO2+4HCl4ClO2+5NaCl+2H2O k.NaClO2-NaClO-HCl法 其反应式如下： NaClO+HClNaCl+HClO HCl+HClO+2NaClO22ClO2+2NaCl+H2O2、电解法 制备ClO2的电化学路线主要有亚氯酸盐的电化学氧化法。由于亚氯酸盐较昂贵，因而，对传统的氯酸盐化学还原法没有竞争力，特别是在ClO2的大规模应用上。 由上述可见，生产ClO2的方法很多，但基本都会产生副产物Cl2或以Cl2为原料，建设ClO2生产装置，几乎不可避免会造成环境问题，且投资较高，一般应建设具有一定规模的工业装置，而不易建设小规模装置，生产ClO2气体的企业也不适合建设在人口稠密的城市。因此，近年来人们又开发了方便实用的稳定性二氧化氯溶液和固体二氧化氯。3 、稳定性ClO2溶液 将二氧化氯溶解于含碳酸钠、过碳酸钠、硼酸盐、过硼酸盐的水溶液中，浓度在百分之几(一般为5%7%)时可稳定存在，这就是所谓稳定性ClO2溶液。该溶液为无色(或淡黄色)、无味、无臭的透明溶液，不易燃、不挥发、不易分解，性质稳定，能在-595下储存2年之久而不变性2124。通过分析证实，在以过碳酸钠为稳定剂的溶液中，ClO2以亚氯酸根离子ClO2-存在，并处于由NaCO3-NaHCO3组成的缓冲体系中；在以过硼酸钠为稳定剂的溶液中，ClO2可能是以活性配位化合物形式存在，并处于有H3BO3-Na2B4O7组成的缓冲体系中2,25。 ClO2被稳定在碱性溶液中，发生歧化反应生成比较稳定的亚氯酸盐，只有在稳定溶液中加入活化剂，使亚氯酸盐分解释放ClO2。常用的活化剂有柠檬酸等有机酸和FeCl3及AlCl3等路易斯酸6。 研究表明，当溶液的pH值7时，溶液处于基本稳定状态，当pH值7时，ClO2开始释放，释放量与pH值的下降基本呈线形关系。因此，调节溶液的pH值是控制ClO2稳定的关键。4 、固体ClO2制品 所谓固体ClO2，不是固态ClO2，而是在一定条件下，可缓慢释放ClO2气体的固体制品。目前，已研制出的固体ClO2制品形式多种多样，可利用载体将稳定性的ClO2液体制成胶体、膏状、片状、团块及各种形状的固体。文献8进行了详细评述。一、概述二氧化氯的分子式为ClO2，是一种随浓度升高颜色由黄绿色到橙色的气体，具有与氯气相似的刺激性气味。二氧化氯易溶于水，溶解度约为氯气的5倍。与氯不同，二氧化氯在水中以纯粹的溶解气体形式存在，不发生水解反应。早期二氧化氯的研究主要集中于二氧化氯的漂白功能，因而被广泛应用于造纸、纺织等行业。二十世纪七十年代中期以后，人们发现，传统的加氯消毒法会形成致癌的三卤甲烷等消毒副产物。因此二氧化氯的应用不断增加，随着二氧化氯发生工艺的不断完善，二氧化氯在饮用水消毒、脱色除臭和工业循环冷却水杀菌灭藻以及工业废水、生活污水中有毒有害物质的降解净化方面都有了广泛的应用。 二、二氧化氯在消毒领域的应用综合现有的研究成果，二氧化氯作为水处理消毒剂，与其他消毒剂相比，主要具有如下五大明显优点：1） 二氧化氯能直接氧化水中的腐殖酸（HA）或黄腐酸（FA）等天然有机物，不与其形成三卤甲烷等氯化物，能大大降低消毒后水中三卤甲烷（THMs）等氯化消毒副产物的含量。2） 二氧化氯与氯气不同，在水中不发生水解，不与水中的氨氮反应，因此其杀菌效率不受水中pH值和水中氨氮浓度的影响。3） 二氧化氯能有效地氧化去除水中的藻类、酚类及硫化物等有害物质，对这些物质造成的水的色、嗅和味，具有比氯气更佳的处理效果，出水水质更好。4） 二氧化氯能有效杀灭水中用氯消毒效果较差的病毒和孢子等。5） 能在水中维持较长时间的持续杀菌能力，具有可检出的残余量。因此，二氧化氯是被世界卫生组织确认的一种安全、广谱、高效的杀菌剂。目前已广泛用于饮用水消毒、循环冷却水的杀菌灭藻、城镇生活污水及中水回用工程、医院污水消毒、游泳池水消毒、油田注井水处理等应用领域。 三、二氧化氯在其他领域的应用二氧化氯的化学性质非常活泼，一般在酸性条件下具有很强的氧化性。可氧化水中多种无机和有机物。1、二氧化氯是唯一可以在较弱的碱性PH条件下氧化氰化物的氧化剂。二氧化氯可用于含氰废水的破氰处理，将氰化物（游离的氰化物和不稳定的金属-氰化物的络合物）氧化成为二氧化碳和氮气。用氯气来氧化氰化物时，易于形成极毒的易挥发的氯化氰气体（CNCl），而用二氧化氯对氰化物进行处理时，不会形成氯化氰气体。2、二氧化氯可用于酚类化合物的去除。当PH低于10时，重量投加比为1.5:1的二氧化氯可将酚迅速氧化成为对-苯醌；当PH高于10时，二氧化氯可将酚类缓慢地氧化为小分子量的二元脂肪酸。值得注意的是，二氧化氯与酚能迅速反应，但不生成有异味的氯酚。3、二氧化氯可用于对硫化物、有机硫气味的控制。硫化物、硫化氢以及硫醇在许多工业生产中形成，它们都能产生出令人厌恶的气味。它们都可以被二氧化氯氧化去除。四、小结二氧化氯作为一种优良的消毒剂，现在美国、法国、瑞士、德国、加拿大等西方国家已广泛使用。在我国，由于经济、技术、观念等条件的制约，对二氧化氯研究起步较晚，但发展迅速，尤其是化学法二氧化氯发生器发展最快。二氧化氯的性质及其相关反应1.引言二氧化氯（ClO2 ）在水处理中应用始自1944年在纽约的尼亚加拉瀑布水处理厂。1988年秋，由于加拿大西部海域被含氯有机物废液污染，政府颁布了法规，进一步限制西部纸浆厂含氯有机物废液的排放量，要求排放量减少一半以上。这种情况波及美国和西欧国家。因此在许多领域内，用ClO2取代氯气的趋势，在80年代占主导地位。3作为一种优良水处理剂，ClO2的优点日渐明显：（l）不会与水中腐植酸类物质反应生成致癌的卤代烃（THMS）；（2）不与水中的氨反应形成消毒效力低的氯胺；（3）在PH值较高时消毒效力不会降低；（4）不会引起微生物长期使用的抗药性。1。并且ClO2是四种常用消毒剂（O3、ClO2、Cl2和氯胺）中综合性能最好的，其安全性被世界卫生组织列为AI级，是一种公认的氯系消毒剂最理想的更换产品。2.CIO2的物理性质 CIO2，分子量67.46，是在自然界中完全以单体游离基形式存在的少数化合物之一。熔点-59，沸点 11，临界点 153。在冷却并超过-40下，液体CIO2为深红色，CIO2蒸气在外观和味道上酷似氯气。CIO2气体是一种黄绿色气体，具有与氯相似的刺激性气味。CIO2蒸干后（）为490512托（l托133322Pa），CIO2的浓蒸气超过大气压强6（Psi）（41Kpa）时爆炸，即在 5.8Psi（40Kpa）时爆炸，压缩或贮存 CIO2一切尝试，无论是单独或同其他气体结合，在商业上均未成功。水中溶解热（）6.6Kcalmol，CIO2在水中溶解度与1t成线性关线。CIO2气体易溶于水，溶解于水中形成黄绿色的溶液。二氧化氯溶液浓度10g/l以下时，基本没有爆炸危险。CIO2在水中的溶解度t015351/t1/151/35溶解度(%)70+0.74526.5+0.83.ClO2的化学性质 ClO2，为奇电子分子，没有明显的二聚倾向，电子对呈平面三角形排布，分子内生成一个离域大键，2个O与CI的两个双键间夹角为117.7士1.7，2个O与CI之间的距离相等，即Dl.784士0.01。ClO2的红外光谱：1 945cm -1 ; 2 445cm -13 1108cm -1ClO2在CCl4的紫外吸收：max375nm及 355nm，在 263nm处还有一个弱吸收ClO2以AB2的等控结构存在ClO2分子的电子结构呈不饱和状态，但在水中，却不以二聚或多聚状态存在，这对ClO2在水中的迅速扩散是有利的。ClO2对光较敏感。在水中溶解的ClO2，在 436nm处的光解量子产率为0.20mol/E，在405nm处则上升为1.0mol/E，其机理如下： 2ClO2+ h=2 ClO - +2O . CIO. +H2O=H2 ClO2 H2ClO2+ CIO.=HClO3+HCl 2ClO2+ h+ H2O= HClO3+HCl+2O .二氧化氯在低温下光解生成易爆炸的暗棕色物质Cl2O3，很危险。因此，实际中，ClO2应避光保存，一般情况下，现制备，现使用。在理论上，ClO2应为亚氯酸和氯酸的酸酐，即 2ClO2H2O= HClO3+ HClO2二氧化氯在酸性溶液中稳定的多，开始还原到HClO2，近而分解为HCl和HClO3；在碱性溶液中迅速生成ClO2-和 ClO3-混合物。但在实际水处理条件下（PH =6 8）CIO2都在水中有较大的安定性（48h以上）。20：HClO2HClO3/ CIO22=1.210 -7当 PH9，CIO2 明显歧化2CIO2+2OH -= CIO2-+ CIO3-4.CIO2的强氧化性 酸性条件下，CIO2有很强的氧化性 CIO24H+5eCI-H2OEo（V）=l.511-0.0473PH+0.0118lgCClO2/Cl-在水处理条件下，（PH7） CIO2+e= CIO2- Eo 0.95V CIO2-+H2O+4e=Cl-+4OH- Eo 0.78V氧化还原反应的程度取决于水中还原剂的强弱。水中少量的 S2-、 SO32-、Sn2-、AsO32、SbO32-、S2O32-、NO2-和CN-等还原性酸根物被氧化去除。水中一些还原状态的金属离子Fe2+、Mn2+、Ni2+等也能被氧化，如2 CIO25Mn2+6H2O5MnO212H+2CI- CIO25Fe(HCO3)2+3H2O5Fe(OH)310CO2+Cl-+H+此外，CIO2还可将以有机键合形式存在的Fe2+、Mn2+氧化，这一过程无疑强化了水中Fe2+、Mn2+的去除效果。CIO2不与水中的NH3和氯胺作用，为此，经氯胺消毒过的饮用水在贮存中的进一步消毒可以采用CIO2。对水中残存有机物的氧化，CIO2比 C12要优越。CIO2以氧化反应为主，而 C12以亲电取代为主。经氧化的有机物多降解为含氧基团（羧酸）为主的产物，无氯代产物出现。如对水中的酚，CIO2可将其氧化成醌式支链酸。而经 C12处理后，都产生臭味很大的氯酚。 CIO2的强氧化性还表现在它对稠环化合物的氧化降解上。如CIO2可将致癌物3、4一苯并芘氯化成无癌性的醌式结构。此外，灰黄霉素、腐植酸也可被氧化降解，而且其降解产物不以氯仿出现，这一点，是传统的氯处理方法决不能实现的。实验还表明，CIO2对水中的色、味去除能力很强。CIO2是强氧化剂，其有效氯是氯的 2.63倍。与许多物质发生剧烈反应。CIO2以正四价态存在，其活性为氯的 2.5倍。氯气的有效率含量是为 100，而CIO2的有效率含量为263。5.CIO2的工艺反应 生产CIO2的方法有化学法和电解法两类。已经工业化的化学制备方法有 Mathieson法，RI、 R2、 R3、 R4、 R5、 R6、 R7、 R8法和Solvay法，这些生产CIO2的方法几乎都是在酸性介质中，用还原剂还原含氯氧化剂如氯酸钠（NaCIO3）等而得到，主要区别在于采用的还原剂不同，生成的副产品以及反应的转化率不同。电解法则以美国的Tetavalent公司为代表，用食盐为原料无隔膜电解生产CIO2。7（1）Mathieson反应，SO2为还原剂，反应如下： 2NaCIO3SO2+H2SO42 CIO2+Na2SO4+H2SO4该工艺反应收率较低，最初生产的二氧化氯是用于生产亚氯酸钠。新Mathieson反应 8是生产高纯CIO2的反应。（2）R1反应 1946年加拿大的Rapson教授发明的R1法在加拿大的魁北克地区首次工业化。反应如下： 3NaClO34SO23H2O 2 CIO2Na2SO43H2SO4NaClR1改进反应 9还原剂由SO2改用NaSO3，使反应更易控制，减少了SO2的逸出，免去洗涤装置，省去了SO2气体发生装置。从而提高了得率，缩短了反应时间。制备CIO2时，不同的 H2SO4可导致以下两种反应 2NaCIO3Na2SO3H2SO42 CIO22Na2SO4+H2O 2NaCIO3Na2SO33H2SO42 CIO24NaHSO4+H2O所以在实验条件下，上述两个反应同时存在 2NaCIO3Na2SO32H2SO42CIO2Na2SO4+ 2NaHSO4+H2O在一定酸性条件下， H2SO4和 NaCIO3摩尔比1.11.2:2，控制水溶液温度和加入 H2SO4速度，使CIO2可以均匀地发生。（3）R2反应 8 R2反应也是Rapson教授发明的，反应如下 NaCIO3NaCIH2SO4 CIO21/2Cl2Na2SO4H2OR2反应操作简单，收率较高，但生产废酸较多，并副产大量Na2SO4，造成了回收困难。（4）R3反应 81967年在美国首先工业化的R3反应，反应原理与R2反应相同，主要是改进了设备和溶液的循环，并提高了CIO2水溶液的浓度。R3H反应R3H反应与R3反应的区别是部分或全部用次氯酸水溶液或无水盐酸取代氯化钠，加酸是为了减少硫酸用量和副产硫酸钠的量，反应式如下： NaClO3 +(1-X)NaCl +(2-x)/2 H2SO4 +X HCl ClO2 +1/2 Cl2 + H2O +(2-X)/2Na2SO4 上式中0X1，当X=0时，上式即为典型的R3反应；当X=1时，则有： NaCIO3+ HCl + H2SO4 CIO2 + 1/2Cl2 + 1/2Na2SO4 + H2O（5）R4反应法R4反应旨在通过复分解反应转变滤饼为氯化钠。6）R5反应（盐酸法）R5反应原理如下： NaClO32HCI CIO21/2Cl2 + NaCl +H2O（7）R6反应 8R6反应是R5工艺反应与氯酸钠电解生产装置相结合。反应器进料为电解装置出来的氯酸钠槽液，其中含有重铬酸钠，氯化钠和氯酸钠。（8）R7 反应 80年代初在北美洲，R7反应首先工业化。反应式如下： NaCIO3 + HCl +1/2H2SO4 CIO2 +1/2Cl2 +1/2Na2SO4 + H2O 1/2C12 + 1/2SO2H2O 1/2H2SO4 + HCI总反应式归纳为： NaClO3 + 1/2SO2 CIO2 +1/2Na2SO4由以上反应式可以看出，R7反应生成的硫酸钠数量大大减少。（9）R8反应R8反应是由 Albrigh+&Wilson Ainerian（原阿莱德公司）开发的，1985年工业化的最新生产工艺。此外，Donter公司最近又开发了lurgi新工艺。主反应：30NaCIO3 +20H2SO4 +12CH3OH30CIO2+23H2O+10 Na3H(SO4)2 +5CH3OH + 6 HCOOH+CO2 副反应：12NaCIO3 +8H2SO4 +6CH3OH6CIO2+3Cl2+4Na3H(SO4)2 +18H2O+6CO2（10）Solvey 反应Solvey反应是美国阿莱德公司开发的工艺，其反应如下： 2NaClO32H2SO4 +CH3OH CIO2+2NaHSO4+HCHO+2H2O该法将CIO2收率提高至85%90%。11）H2O2工艺反应10H2SO4酸化的氯酸钠（4）与3或 30%H2O2溶液煮沸后，有相当量被转化为氯化物，生成CIO2、Cl2。a. 4NaClO34H2SO4 4 CIO2 + 2H2O + O2 + 4NaHSO4b. NaClO3H2O2NaCl +2O2+H2Oc. 4NaCIO34H2SO44NaHSO4 + 2H2O+2Cl2+5O2该工艺反应速度快，转化率可达95，无有害副产物产生。（12）NaClO2反应： 2 NaClO2 + Cl2 = 2ClO2 +2NaClHiCKS反应： NaClO3 + NaClO2 + H2SO4 =2ClO2+Na2SO4+H2O(NaCl为催化剂) NaClO3 + NaClO2 + 2HCl = 2ClO2+2NaCl+H2ORapson反应： 2NaClO2+NaClO+2HCl=2ClO2+3NaCl+H2O 4ClO2-+2H+=2ClO2+ClO3-+Cl-+H2O 其它无机反应（13）其他无机反应盐酸与氯酸加热时，进行分解，生成ClO2 和Cl2。 2HCl+2HClO3=2 ClO2+Cl2+H2O实验室制纯ClO2，可惊下列反应并蒸馏得。 3KClO3+3H2SO4=2ClO2+HClO4+H2O+3KHSO4用草酸，硫酸在90还原氯酸钾放出CO2可作为ClO2稀释剂来防爆。2KClO3+2H2SO4+H2C2O4.2H2O=2ClO2+2CO2 +4H2O+2KHSO46. CIO2在水中的无机反应 典型地用于水处理中的CIO2浓度有0.1和0.5mg/l之间。CIO2用于对原水或预沉水、或过滤之前的水进行消毒，控制嗅味（尤其是酚类、氯代酚类、藻类副产物引起的嗅味）、氧化铁和锰脱色，强化有机氧化用的混凝一过滤效果，以及用于装置中控制微量和大量生物恶臭。CIO2也应用于澄清水中，以保持配水系统有一定的残留，尽管这种应用实践在欧洲比在美国更普遍。继游离氯（或氯胺化）作为配水系统滞留消毒剂之后，用CIO2作为强氧化剂和初级消毒剂，是减少三氯甲烷常用的一种处理实践。这种处理方法具有强氧化剂一消毒剂进行强处理那样的效果，并使三卤甲烷前驱物质在投氯之前除掉。6.1 CIO2在水中的型态CIO2同氯相反，不能水解，在PH值210的范围内以一种溶解的气体存在。CIO2在碱性溶液中歧化生成1：l摩尔比的亚氯酸盐和氯酸盐。2CIO2 +2OH-CIO2- + CIO3- + H2OCIO2在水中氧化还原反应导致亚氨酸盐离子的生成：CIO2 +e- = CIO2-亚氯酸盐离子也是一种有效的氧化剂CIO2- +4H+ +4e- =Cl- +2H2O6.2氯氧化合物之间的反应因为CIO2常用于预处理，然后对剩余物进行后氯化处理，这就可能使CIO2、氯（次氯酸或次氯酸盐离子）以及亚氯酸盐（来自CIO2的还原）以低浓度在澄清水中存在。因为反应条件和浓度差别太大，不同种类的氯之间反应的产物在稀释溶液中比在发生器蒸气产物中能更为不同。反应机理和反应速度将决定在用户龙头水中最终氯氧化合物种类的分配。(1)氯与CIO2的反应 2 CIO2 +HOCl + H2O=2 CIO3- +2H+ +HCl dCIO3-/dt =2K2/HOCl/| CIO2| K2=1.28M-1 min-1(25以下)氯和CIO2浓度在0.51.0mg/l范围内，半衰期数量级为1520d，表明这一反应在饮用水中不太重要，除非配件水系统非常大。(2)氯和亚氯酸盐之间的反应 2NaClO2 +Cl2 =2CIO2 +2NaCl NaCIO2+Cl2+OH-=NaClO3 +HCl +Cl-以上两个反应速率随着PH值的增加和反应物浓度的减少而剧烈下降。因此，次氯酸和次氯酸盐离子（中性PH值下和正常饮用水浓度时用亚氯酸盐离子）的反应生成氯酸盐显然是很慢的过程。.3 CIO2和亚氯酸盐与还原性无机化合物的反应(1)锰的氧化 2CIO2 +5Mn2+ +6H2O =5MnO2 +12H+ +CI-(2)铁的氧化CIO2 +5Fe(HCO3) +3H2O = 5Fe(OH)3 + 10CO3- +CI- +