二氧化氯作为消毒剂,在消毒过程中不会产生三卤甲烷(THMs)等对人体健康危害巨大的"三致"物质,且具有良好的杀菌能力,已逐渐取代液氯消毒剂。许多发达国家已采用二氧化氯对饮用水消毒。我国二氧化氯生产技术落后,多采用氯酸盐和亚氯酸盐为原料,液相合成,生产成本较高,产品纯度不够高。因此,寻找以低成本投入,制备高纯度、稳定性好的二氧化氯的方法,显得尤为重要,这将极大改善人们的饮水安全问题。为了解决这一问题,本论文在前人研究的基础上,以廉价的氯酸钾和草酸为原料,以ZSM-5负载过渡金属为催化剂,采用固态多相催化加热的方法,制备出高纯度的二氧化氯。该方法采用固态方法,不同于其他方法,避免了液相法的强酸对设备的腐蚀,工艺简单,反应时间短,且不产生氯气等其他杂质。探究了反应的最佳实验条件:氯酸钾与草酸摩尔比为1:1.2,适量催化剂;反应温度:75℃;反应物粒度大小:200-250目。制备出的二氧化氯纯度可达99.9%以上。本论文采用国标—五步碘量法对二氧化氯的纯度进行了分析,并考察了储存在不同温度、pH条件下的二氧化氯溶液、以及亚氯酸根、氯酸根溶液的稳定性。实验结果表明,二氧化氯溶液(>1g/L)在储存过程中二氧化氯气体会挥发,但在存储过程中不发生变化。二氧化氯溶液在<25 ℃能稳定保存,在碱性条件下发生歧化反应转变为亚氯酸根、氯酸根。亚氯酸根和氯酸根在水溶液中稳定存在。本论文还用自制的二氧化氯溶液对自来水中苯、苯酚、苯醌及苯胺类有机污染物进行了氧化处理,探讨了在不同反应时间、反应物摩尔比、pH和温度下的氧化产物。研究表明,二氧化氯可将苯氧化为二氧化碳,将苯酚氧化为苯醌,而苯醌不能被二氧化氯进一步氧化;将苯胺氧化为偶氮苯,将邻甲基苯胺氧化为邻甲基对氨基酚,N-甲基苯胺氧化为N-甲基对苯酚,N-甲基对苯酚可被二氧化氯进一步氧化为对苯醌。