二氧化氯(ClO?)在漂白過程中雖然含有氯元素,但因其獨特的反應機制和產物特性,與傳統“元素氯漂白”(如氯氣、次氯酸鹽)有本質區別,故被稱為 “無元素氯漂白”。以下是具體原因分析:
特性 | 元素氯漂白劑(如Cl?、NaClO) | 二氧化氯(ClO?) |
化學形態 | 含游離氯(Cl?或Cl?) | 氯以+4價態存在(Cl??),無游離氯 |
反應產物 | 生成大量有機氯化物(AOX) | 幾乎不產生持久性有機氯化物 |
環境危害 | 高毒性、致癌性(如二噁英) | 低毒,降解產物為無害無機鹽(Cl?、ClO??) |
選擇性氧化:
ClO?的氧化電位適中(+0.95V),僅攻擊木質素中的酚羥基和烯烴鍵,幾乎不破壞纖維素,因此漂白效率高且纖維損傷小。
反應產物:
木質素被氧化為羧酸類化合物(如草酸、馬來酸)。
氯元素最終轉化為氯離子(Cl?) 和 亞氯酸鹽(ClO??),無氯代有機物生成。
漂白劑 | 二噁英生成風險 | AOX(可吸附有機鹵素) | 纖維損傷 |
氯氣(Cl?) | 極高 | >2000 mg/kg | 嚴重 |
二氧化氯(ClO?) | 幾乎為零 | <100 mg/kg | 輕微 |
注:AOX是衡量有機氯化物污染的關鍵指標,國際標準(如歐盟ECF標準)要求AOX<0.5 kg/噸漿。
無致癌物:ClO?不生成二噁英、呋喃等持久性污染物。
可降解性:殘留ClO?迅速分解為Cl?,無生物蓄積性。
法規認可:被歐盟、美國EPA列為 最佳可行技術(BAT) 用于紙漿漂白。
紙漿漂白:ECF(無元素氯漂白)工藝的核心試劑,替代氯氣。
水處理:消毒時不產生氯仿等副產物。
食品加工:果蔬消毒(FDA批準),無氯味殘留。
二氧化氯雖含氯元素,但其反應選擇性高、不釋放游離氯、不生成有機氯化物,完全符合“無元素氯漂白”的環保定義。目前全球90%以上的漂白硫酸鹽漿廠采用ClO?-based ECF工藝,兼顧高效與可持續性。