二氧化氯（ClO₂）是一种黄绿色到橙黄色的气体，是国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂。
化学性质：红黄色有强烈刺激性臭味气体：11℃时液化成红棕色液体，-59℃时凝固成橙红色晶体。有类似氯气和硝酸的特殊刺激臭味。液体为红褐色，固体为橙红色。沸点11℃。相对蒸气密度2.3g/L。遇热水则分解成次氯酸、氯气、氧气，受光也易分解，其溶液于冷暗处相对稳定。二氧化氯能与许多化学物质发生爆炸性反应。对热、震动、撞击和摩擦相当敏感，极易分解发生爆炸。受热和受光照或遇有机物等能促进氧化作用的物质时，能促进分解并易引起爆炸。若用空气、二氧化碳、氮气等惰性气体稀释时，爆炸性则降低。属强氧化剂，其有效氯是氯的2.6倍。与很多物质都能发生剧烈反应。腐蚀性很强。
可溶性：极易溶于水而不与水反应，几乎不发生水解（水溶液中的亚氯酸和氯酸只占溶质的2%）；在水中的溶解度是氯的5～8倍。溶于碱溶液而生成亚氯酸盐和氯酸盐。
水中溶解度：20℃时0.8g/100ml、8300mg/L
化学键：Cl原子以sp2杂化轨道形成σ键，分子为V形分子。 氯原子中的一个电子垂直于 O-Cl-O 平面，并与 O,O 的4个电子形成 3原子 5电子 大π键(离域π键)。
优点
广谱性：能杀死病毒、细菌、原生生物、藻类、真菌和各种孢子及孢子形成的菌体
高效：0.1ppm下即可杀灭所有细菌繁殖体和许多致病菌，50ppm可完全杀灭细菌繁殖体、肝炎病毒、噬菌体和细菌芽孢
受温度和氨影响小：在低温和较高温度下杀菌效力基本一致
pH适用范围广：能在pH2～10范围内保持很高的杀菌效率
安全无残留：不与有机物发生氯代反应，不产生三致物质和其它有毒物质
对人体无刺激等优点：低于500ppm时，其影响可以忽略，100ppm以下对人没任何影响。
安全性
国外大量的实验研究显示，二氧化氯是安全、无毒的消毒剂，无“三致”效应（致癌、致畸、致突变），同时在消毒过程中也不与有机物发生氯代反应生成可产生“三致作用”的有机氯化物或其它有毒类物质。但由于二氧化氯具有极强的氧化能力，应避免在高浓度时（>500ppm）使用。当使用浓度低于500ppm时，其对人体的影响可以忽略，100ppm以下时不会对人体产生任何的影响，包括生理生化方面的影响。对皮肤亦无任何的致敏作用。事实上，二氧化氯的常规使用浓度要远远低于500ppm，一般仅在几十ppm左右。因此，二氧化氯也被国际上公认为安全、无毒的绿色消毒剂。
金鱼毒性实验及小白鼠毒性实验中得到两个结果：a.ClO2的安全浓度为0.75mg/L，b. 由小白鼠急性经口毒性实验，ClO2属实际无毒型水处理剂。
急性毒性试验, 最高灌以剂量10000mg/kg稳定性二氧化氯时， 小鼠仍无明显中毒症 状, 饮食与活动均正常。试验过程中各组动物均无一死亡表。经计算， 其经口LD50>10000mg/kg。
急性皮肤刺激性,观察表明， 去除药物后1~48小时，兔脊背敷贴部位皮肤均未出现红斑和水肿等刺激症状， 反应积分均为0。
急性眼粘膜刺激性，向兔眼结膜囊内滴入浓度9.7~11.4mg/L稳定性二氧化氯溶液5s后，用生理盐水冲洗干净。兔眼结膜血管在6h内出现轻度充血，至24h症状基本消失，症状48h完全消失。家兔48h眼刺激积分指数为0，属无刺激性物质。
影响因素
稳定性二氧化氯消毒剂中的二氧化氯以亚氯酸盐的形式存在，经用活化剂活化后，才能放出具有杀菌作用的二氧化氯。杀菌能力与纯二氧化氯消毒剂溶液相似。二氧化氯消毒剂释放的速度与酸碱度有一定关系，酸性条件下迅速释放，pH值>5.0时二氧化氯消毒剂释放速度减慢，活化不完全，杀菌作用较弱。
二氧化氯消毒剂随浓度的增加，杀菌作用加强，用500ppm二氧化氯消毒剂溶液杀灭白色念珠菌，作用1min，杀灭率达100%；而用250ppm时，作用10min，才能达到99.99%。
随温度的升高，杀菌作用加强。用0.8mg/L二氧化氯消毒剂杀灭99%的脊髓灰质炎病毒，当温度为5℃时，需要6.8min，当温度为15℃时，需要1.7min，当温度为25℃时，需要1.5min。
有机物对二氧化氯消毒剂灭菌效果有明显影响，在试验用的菌液内加入2%酵母，再用二氧化氯消毒剂进行灭菌试验，结果，100min只能杀灭大肠杆菌的99.99%，而不加酵母者，仅作用5min即可将其全部杀灭。
杀菌消毒去异味，二氧化氯独一无二。
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