二氯异
氰尿酸钠(英文名:Dichloroisocyanuric acid,
钠 苦卤),又称偏尿酸钠,是一种有机化合物,分子式为C3Cl2N3NaO3,分子量219.95,常温下为白色粉末状晶体或颗粒,有氯气味,具有很强的氧化性。
二氯异氰尿酸钠是外用广谱消毒剂、灭菌剂和杀藻除臭剂,广泛用于饮用水消毒、预防性消毒、各种场所的环境消毒以及家畜、家禽、鱼类饲养的消毒,还可用于羊毛防缩整理、
纺织工业漂白、工业循环水除藻、橡胶
氯化剂等。
理化性质
二氯异氰尿酸钠(简称DCCNa),学名为1,3-二氯-1,3,5-三-2,4,6-(1H,3H,5H)三
钠盐,英文名sodiumDichloroisocyanurate,简称DCCNa,商品名为优氯净,分子式为C3Cl2N3NaO3如,分子量219.95。结构式如图1所示。
DCCNa是一种常用的消毒剂,具有强氧化性,它在氯代异
氰尿酸类消毒剂中占主导地位,生活中又称作优氯净或羊毛整理剂。DCCNa在常温下外观为白色粉末状
晶体或颗粒状固体,会散发出一种
氯气味。它的理论有效氯含量为64.5%,
熔点230~235℃(分解),25℃时每100ml水可以溶解25gDCCNa。
DCCNa作为一种新型的内吸型杀菌剂,它适用范围广、高效且有强杀生作用。各种致病性微生物如病毒、细菌
芽孢、真菌等很难在其
水溶液中存活,在杀灭
肝炎病毒方面有特效,还可以在短时间内杀灭并且抑制循环水系统和水池中的
藻类生物和
硫酸还原菌、
铁细菌。DCCNa化学性质稳定,贮存运输起来方便,可以在干燥条件下保存很长时间,有效氯的损失量基本可忽略不计;使用很少的DCCNa就可以长时间地发挥消毒灭菌作用。DCCNa在发挥消毒作用时,会在喷施作物表面慢慢地释放出
次氯酸,次氯酸可以使菌体
蛋白质变性,使其膜通透性发生变化,从而使其酶系统生理生化功能及
脱氧核糖核酸合成等功能不能正常运行,导致
病原菌迅速死亡。
物质特点
(1)杀菌消毒能力强,纯的DCCNa的有效氯含量为64.5%,优质品的有效氯含量大于60%,有很强的消毒杀菌作用,在20ppm时,杀菌率达到99%。对各种细菌、
藻类、真菌和病菌都有很强的杀灭效果。
(2)它的毒性很低,半数致死量(LD50)高达1.67g/kg(
三氯异氰尿酸的半数致死量仅为0.72 ~0.78g/kg)。国内外早已批准,在食品和饮用水的消毒杀毒过程中使用DCCNa。
(3)适用范围广,该品不仅可用于食品饮料加工行业和饮用水消毒,公共场所的清洗和消毒,在工业循环水处理,民用家庭卫生消毒,养殖业的消毒等方面也有较广的使用。
(4)有效氯利用率高,DCCNa在水中的
溶解度很高,25℃下每100ml水可以溶解30gDCCNa。即使在水温低至4°C的
水溶液中,DCCNa也能迅速释放其所含的全部有效氯,使其消毒杀菌效果得到充分利用。其它的固体含氯产品(除氯代异
氰尿酸类外)由于溶解度较低或者所含的氯释放速度缓慢等原因,
氯值要比DCCNa低很多。
(5)稳定性较好,由于氯代异氰尿酸类产品分子中三嗪环稳定性较高,所以DCCNa性质很稳定。据测定,将干燥后的DCCNa贮存于仓库中,在1年后,其有效氯的损失小于1%。
(6)产品为固体,可以制成白色粉状或颗粒,便于包装和运输,也方便用户的选择和使用。
制备方法
DCCNa有三种主要合成方法,分别是二氯异氰尿酸法、
三氯异氰尿酸复分解反应法和
次氯酸钠法,每种方法具有不同的特点,简述如下:
次氯酸钠法
此方法根据所使用
次氯酸钠溶液的浓度可分成低浓度次氯酸钠法和高浓度次氯酸钠法。低浓度次氯酸钠法首先将
氯通入
氢氧化钠生成有效氯质量分数为10%~11%的次氯酸钠溶液,再将
氰尿酸投入次氯化钠溶液进行氯化反应生成DCCNa,最后经过冷却结晶、过滤得到湿的产品,在氰尿酸与次氯化钠溶液的反应中可以补充氯气以进一步提高产品的有效氯含量,同时抑制
三氯化氮的生成。也可用
硫酸和
盐酸进行中和以降低母液的pH。低浓度
次氯酸钠法的优点是操作简单,但是对原料次氯酸钠的利用率较低。该法氯化工段中会生成大量
无机盐,需要反复用二氯异氰尿酸钠饱和
水溶液进行洗去其中的盐,所以生产过程较繁杂,而且产品二氯异氰尿酸有效氯含量较低。该法仅适合有大量副产次氯酸钠的
氯碱厂。高浓度次氯酸钠法的第一步是合成有效氯含量大于20%的次氯酸钠(一般23%~25%),再与
氰尿酸进行氯化反应生成DCCNa。该法产品的有效氯质量分数很大程度上取决于次氯化钠溶液的浓度,使用高浓度
次氯酸钠合成出的产品有效氯含量高,可以用生产中产生的母液联产
三氯异氰尿酸以提高原料的利用率。
二氯异氰尿酸法
此方法的第一步是合成二氯异氰尿酸,再将其与
氢氧化钠反应制取DCCNa。首先按摩尔比1:2将氰尿酸与氢氧化钠溶液混合使其发生中和反应生成氰尿酸二钠盐;再通入
氯气将氰尿酸
二钠盐氯化成二氯代异氰尿酸浆料,离心过滤后得到湿的二氯异氰尿酸浆料并将其投入DCCNa母液中,在按摩尔比1:1加入烧碱进行中和反应,冷却、结晶、过滤后就会得到湿的DCCNa。干燥后的粉末状DCCNa或其二水化合物。该方法可以联产生产二氯异
氰尿酸,二氯异氰尿酸也是一种氯代异氰尿酸类消毒剂产品。二氯异氰尿酸
溶解度很低,其滤饼可以经过充分洗涤去除其中的盐类,因此产品纯度高,含盐量少。此方法的缺点是二氯异氰尿酸腐蚀性强,必须使用抗腐蚀能力较强的钛材或内衬聚四乙烯的反应釜与离心机,导致设备成本增大;因为二氯异氰尿酸结晶细小较难分离,所以对分离技术的要求较;需要较多的
液碱吸收氯化工段的尾气。
三氯异氰尿酸复分解法
此方法也被称中和法。首先按摩尔比1:3将
氰尿酸与
氢氧化钠混合使其发生中和反应生成
氰尿酸三钠盐。然后在适当的温度下通入
氯将氰尿酸三钠盐氯化成三氯异氰尿酸并将其离心过滤得到三氯异氰尿酸浆料,最后按摩尔比2:1将三氯异氰尿酸浆料打入氰尿酸三钠盐溶液中,使其在适当的温度下使其发生
复分解反应生成DCCNa。最后通过将母液冷却、结晶、过滤、干燥等处理得到DCCNa产品。该方法的优点是可以同时联产三氯异氰尿酸,三氯异氰尿酸也是一种重要的氯代异氰尿酸类消毒剂产品,可根据市场行情的变化调节两种产品的产量;反应中使用的
氢氧化钠浓度很高,分离以后得到的母液可以重复使用;该法生产过程中产生的
无机盐量很少,不需要反复洗涤;产品的无机盐含量少、有效氯质量分数较高;在
氰尿酸三钠盐与
氯气的反应中可以采用连续氯化,产量大,安全性高。该法缺点:氯化产生的三氯异氰尿酸较难分离,所以对分离技术和设备的要求较高,投资大;在
三氯异氰尿酸生产中,氯化工段中氯气的利用率不高,需要较多的
液碱吸收氯化工段的尾气。
物质介绍
白色粉末或颗粒,有氯味,易溶于水,干品长期贮存,有效氯下降甚微,是一种性能稳定的
强氧化剂和
氯化剂。。
应用
DCCNa是一种高效的消毒
杀菌剂,在水中的
溶解度较高,并且杀毒能力持久,毒性较小,所以被广泛用作饮用水消毒剂及家庭用消毒剂。DCCNa在水中能
水解出
次氯酸,在一些场合可以代替次氯酸,所以可以用作
过氧化钠。而且因为DCCNa可以大规模工业化生产,价格较低,所以被广泛应用于很多行业:
羊毛防缩处理剂
二氯异氰尿酸钠
水溶液能均匀地释放出次氯酸,与羊毛鳞片层的
蛋白质分子发生作用,破坏羊毛蛋白质分子中的一部分键,从而起到防止收缩的效果。另外,采用二氯异氰尿酸钠溶液处理羊毛制品,还能防止羊毛洗涤时粘接,即“起球”现象的发生。经防缩处理过的羊毛几乎看不出缩水,而且色泽鲜艳,手感好;使用2%~3%的二氯异氰尿酸钠溶液并加入其它助剂对羊毛或羊毛混纺纤维及织物进行浸渍处理,可使羊毛及其制品不起球,不毡缩。典型的配方有:(1)二氯异氰尿酸钠0.5份(质量,下同)、
食用醋酸0.15份,湿润剂0.02份,水600份,羊毛织物200份,常温下浸泡时间为0.5h;(2)二氯异氰尿酸钠0.5份,
过氧乙酸0.15份,湿润剂0.02份,水600份,羊毛织物200份。
在纺织工业中,二氯异氰尿酸钠主要用作天然纤维和合成纤维的
漂白剂。天然及合成纤维的漂白是破坏纤维中含有的色素。二氯异氰尿酸钠在水中能产生
次氯酸,次氯酸可与纤维中发色基团的共轭键发生加成反应,改变纤维对光吸收的波长,破坏纤维中的色素,从而达到漂白的目的。与传统的
过氧化钠相比较,二氯异氰尿酸钠有许多独特的优点,如一般的漂白剂要求在较高的温度下使用,而高温会加剧漂白剂对纤维的侵蚀作用,降低纤维的强度,而二氯异氰尿酸钠即使在较低温度下,仍可取得良好的漂白效果;另外,用二氯异氰尿酸钠对天然纤维和合成纤维进行漂白,不仅漂白效果好,对纤维侵蚀小,而且还能改善纤维的抗张强度和延伸率,对于纯棉织物,还有脱去棉浆、提高亲水性以及防止
纤维素降解等作用。
养殖业的灭菌和消毒
(1)养蚕的灭菌和消毒如果养蚕时有些疏忽,细菌和病虫害就会对蚕造成侵害,甚至会使蚕体死亡。使用以DCCNa作为主要成分,添加适量的
稳定剂和
促进剂,使三者均匀混合形成消毒剂
水溶液,对蚕体以及蚕体所在的生活坏境进行消毒杀菌,可以快速杀灭影响
春蚕的病毒、真菌和细菌。可以对蚕室、蚕具以及蚕体上喷洒DCCNa水溶液,可防治
蚕病同时杀灭胃肠型脓病多角体、胃肠型脓病病毒、血液型浓病多角体。与传统的蚕用消毒剂相比,以DCCNa作为主要成分的消毒剂
溶解度高、更为稳定、药效持续时间更长。作为发展养蚕业极佳的消毒药物,DCCNa对蚕的生长发育及蚕质几乎没有影响。
(2)水产养殖的灭菌和消毒在防治鱼病方面,DCCNa也有不俗的表现。它可以快速杀灭水体中的细菌、真菌等微生物,还可防治鱼类的病毒性疾病。所以DCCNa常被用于养殖鱼、虾、蟹、蛙等水产品的水体消毒。它在鱼种消毒、和鱼具消毒方面也有一定的运用。二氯异氰尿酸钠的饮水消毒效果:饮水经消毒后,鸡的成活率在97%左右,而饮水未曾消毒的鸡只成活率平均在90.07%,多出近7个百分点,经二氯异氰尿酸钠消毒过的水给鸡饮用,对鸡群的健康大有裨益,大大提高鸡的成活率,自然而然就提高了经济效益。
水产养殖的灭菌和消毒
二氯异氰尿酸钠能有效地防治因细菌、真菌和
藻类引起的鱼病,对鱼类的病毒性疾病也有明显的疗效,可用于各种鱼类、
对虾属、
万蟹楼大闸蟹、
牛蛙等水产养殖中的清塘、鱼种消毒、水体消毒和鱼具消毒等。
洗涤用品添加剂
二氯异氰尿酸钠可用作家用干漂剂、漂白洗衣粉、擦净粉、餐具洗涤液等洗涤用品中的添加剂,起到漂白、杀菌作用,增加洗涤剂的功能,尤其是对蛋白、果汁饮料的清洗效果最佳。
民用卫生消毒
餐具消毒时,每1L水中加入二氯异氰尿酸钠400~800mg,浸泡消毒2min可全部杀灭
大肠杆菌,8min以上对芽胞杆菌的杀灭率可以达到98%以上,15min可以彻底杀灭
乙型肝炎病毒表面抗原,此外,二氯异氰尿酸钠还可用于水果、禽蛋外表的消毒,冰箱杀菌剂除臭以及卫生间的消毒除臭等。
游泳池水体消毒
游泳池的水若不消毒,病菌就很容易滋生,池壁上粘附着一层又滑又脏的微生物
藻类,池水散发出令人不快的气味,游泳者接触到粘滑的藻类会感到讨厌,污染的池水也会使游泳者受到感染,轻者皮肤感染,重者眼睛,呼吸器官受到感染,如果在游泳池水中加入二氯异氰尿酸钠,不仅水色湛蓝,清澈发亮,池壁光滑,无粘附物,游泳者感觉舒服,而且在使用浓度下对人体无害,杀菌效率高,对保护人民身体健康十分有利。
饮用水消毒
二氯异氰尿酸钠用于饮用水中,能有效地杀灭各种藻类生物,破坏水中
硫化氢等污染物的颜色及其气味。在浓度为2×106时,对大肠肝菌、骨来质炎病毒、痢疾病以及
肝炎病毒等的杀灭率可以达到100%。
工业循环水处理
许多工业部门(如火力发电厂、石油炼化厂、化工厂等)都需要大量的冷却水来带走工艺过程中产生的热量,许多设备如换热器、冷凝器、循环管道、
冷却塔、泵系统内由于
藻类迅速繁殖会产生大量的污垢。采用杀菌剂处理冷却水是非常有效的方法之一,其中二氯异氰尿酸钠就是一种重要的杀菌剂。二氯异氰尿酸钠用于工业循环水处理系统,作为工业
凉水塔水体处理剂的一个重要组成部分,可以有效地防止藻类微生物的生长,对工业设备不产生腐蚀,可较长时间地保持循环水系统中的水质。
食品工业、公共场所的清洗和消毒
二氯异氰尿酸钠在食品
加工厂、乳品加工厂、
青岛啤酒、软性饮料厂的清洗、消毒领域的用途越来越广泛。不仅在生产加工工艺过程中的设备(储罐、管道、容器、器皿、工具、用具、场地)要清洗和消毒,而且在咖啡馆、冷饮店、茶馆、餐厅、自助餐厅的用具(托盘、盘子、碗、桌布、手巾等)也经常要用二氯异氰尿酸钠来进行清洗和消毒,以防止疾病的传染,消除由
蛋白质引起的色斑、霉斑、异味等,达到保持器皿光泽的功效。
安全要求
1.二氯异氰尿酸钠是
强氧化剂。与
易燃物接触可能引发火灾。
2.二氯异氰尿酸钠为腐蚀品,有刺激性气味,对眼睛、脑膜、皮肤等有灼伤危险。严禁与人体接触。如
有不慎接触,则应及时用大量清水冲洗,严重时送医院治疗。
3.操作人员应佩戴防护眼镜、
胶皮手套、防毒面具等劳动防护用品。
计算化学数据
1、疏水参数计算参考值(XlogP):0.4
3、氢键受体数量:3
5、拓扑分子极性表面积(TPSA):69.7
6、重原子数量:11
7、表面电荷:0
8、复杂度:220
10、确定原子立构中心数量:0
11、不确定原子立构中心数量:0
12、确定化学键立构中心数量:0
13、不确定化学键立构中心数量:0
参考资料
二氯异氰尿酸钠.Troclosene sodium | C3Cl2N3NaO3 | CID 517202 - PubChem.2024-10-16