二氧化氯ClO2是自然界中完全或几乎完全以单体游离原子团型体存在的少数化合物之一，常温下是黄绿色或橘红色气体，ClO2蒸气在外观和味道上酷似氯气，有窒息性臭味；ClO2的电子分布虽然呈不饱和状态（有顺磁性），但没有明显的二聚或多聚的倾向，ClO2易溶于水，溶解中形成黄绿色的溶液，在水溶液中以ClO2分子型体存在，有利于在水中扩散。ClO2的浓蒸气超过大气压强41kPa时爆炸，即在40kPa压强时爆炸；当溶液中ClO2浓度高于10%(Wt/V)或空气中大于10%(V/V)时，易发生低水平爆炸，在有机蒸气存在下，这种爆炸可能变得强烈。压缩或贮存二氧化氯的一切尝试，无论是单独或同其他气体结合，在商业上均未成功。因为它的爆炸危险，二氧化氯必须在使用地点制造。应该指出，气体ClO2用空气冲稀到10%(V/V)以下的浓度时较为安全，ClO2水溶液的浓度低于大约8~10g/L，将不产生足够引起爆炸危险的高压蒸气。在水处理的实践中，ClO2浓度很少超过4g/L，处理水平一般在0.1到5.0mg/L这样的范围内。ClO2水溶液如果保存在阴凉处、严格密封而且避光，水溶液是非常稳定的。二氧化氯溶液稍微酸化(pH=6)，即由于抑制了它的歧化而加强了稳定性。ClO2水溶液的紫外吸收光谱有宽阔的谱带，在360nm处有一吸收峰，摩尔吸收系数ε为1230L/(mol•cm)。紫外吸收光谱法已被用于分析单独存在或同其他氯氧化物的混合物中的二氧化氯。连续碘量法和电流滴定法等也被用于测量单独存在或同其他氯氧化物混合存在情况下的二氧化氯。二氧化氯消毒具有优良性能。、

　　2 二氧化氯的优良性能

　　2.1 ClO2消毒几乎不产生CHCl3等有机卤代物

　　ClO2与水中黄腐酸FA以及模拟化合物包括间苯二酚、间苯三酚、3,5-甲苯二酚、间羟基苯甲酸(2,4-和3,5-二羟基苯甲酸)、对羟基苯甲、邻苯二酚、对苯二酚、间甲酚、对甲酚、邻甲酚、邻硝基酚、2,4-二氯苯酚和对氯苯酚以及4-羟基-3,5-甲氧基苯甲酸（丁香酸）、4-羟基-3-甲氧基苯甲酸、对羟基肉桂酸、3,4,5和2,4,6-三羟基苯甲酸等的反应，几乎只检出很低的CHCl3量(1.5~7.0μg/L) (见表1)。

　　ClO2与水中FA及其模拟化合物的反应是以氧化还原反应为主，将有机物氧化成以含氧基团为主的产物，ClO2被还原为亚氯酸盐ClO2－。当ClO2过量时，反应中没有氯代物的生成。

表1 ClO2对模拟化合物形成CHCl3的影响 (μg / L)

①ClO2和Cl2均为20.0mg / L，pH＝7，25℃，反应4h。　　

　　②0.0均指生成CHCl3量＜0.1μg / L。

　　2.2 ClO2具有良好的杀菌效果

　　 (1) ClO2消毒剂鉴定：

　　我们按国家消毒剂规范（国家卫生部，消毒技术规范，1991.12公布）中规定选用葡萄球菌、大肠杆菌和枯草芽孢杆菌等纯菌种进行鉴定，ClO2对鉴定菌种的灭菌效果是显著和高效的（见表2），明显优于Cl2。例如：消毒剂投量为1.0mg/L时，ClO2对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的致死率均已达100%，而Cl2分别为99.16%（还有1960CFU/ml细菌存活）和99.98% （残留大肠杆菌数40CFU/L）。消毒剂投量为6.0mg/L时，ClO2对枯草芽孢杆菌的致死率为100%，而Cl2只有99,82%（尚有480CFU/ml未被杀死）。