理化性質
紅黃色有強烈刺激性臭味氣體；11℃時液化成紅棕色液體，-59℃時凝固成橙紅色晶體。有類似氯氣和硝酸的特殊刺激臭味。液體為紅褐色，固體為橙紅色。沸點11℃。相對蒸氣密度2.3g/L。遇熱水則分解成次氯酸、氯氣、氧氣，受光也易分解，其溶液于冷暗處相對穩定。二氧化氯能與許多化學物質發生爆炸性反應。對熱、震動、撞擊和摩擦相當敏感，極易分解發生爆炸。受熱和受光照或遇有機物等能促進氧化作用的物質時，能促進分解并易引起爆炸。若用空氣、二氧化碳、氮氣等惰性氣體稀釋時，爆炸性則降低。屬強氧化劑，其有效氯是氯的2.6倍。與很多物質都能發生劇烈反應。腐蝕性很強。
可溶性：極易溶于水而不與水反應，幾乎不發生水解（水溶液中的亞氯酸和氯酸隻占溶質的2%）；在水中的溶解度是氯的5～8倍。溶于堿溶液而生成亞氯酸鹽和氯酸鹽。
水中溶解度：20℃時0.8g/100mL、8300mg/L
化學鍵：Cl原子以sp2雜化軌道形成σ鍵，分子為V形分子。氯原子中的一個電子垂直于O-Cl-O平面，并與O,O的4個電子形成大π鍵（離域π鍵）。
氧化作用：
1、對錳的氧化
二氧化氯能夠把二價錳氧化成四價錳，使之形成不溶于水的二氧化錳(MnO2)，即：
2ClO2+5Mn2++6H2O=5MnO2+12H++2Cl-
2、對鐵的氧化
二氧化氯同樣也能夠把二價的鐵氧化成三價的鐵，形成氫氧化鐵沉澱，即：
ClO2+5Fe(HCO3)2+13H2O=5Fe(OH)3+10CO32-+Cl-+21H+
3、對硫化物的氧化
二氧化氯在pH值5～9的區間内，很快将硫化物（S2-）氧化成硫酸鹽（SO42-），即：
8ClO2+5S2-+4H2O=5SO42-+8Cl-+8H+
4、對氰化物的氧化
二氧化氯可以将氰化物氧化成二氧化碳和氮，即：
2ClO2+2CN-=2CO2+N2+2Cl-
結構
Cl原子以sp3雜化軌道形成σ鍵，分子為V形分子。[cl原子以SP2雜化軌道形成西格瑪鍵其中一個電子垂直于O-CL-0平面，并與O=O的4個電子形成3原子5電子大派鍵(離域派鍵)]
化合價：氯元素化合價為+4，氧元素化合價為-2
性質
二氧化氯(ClO2)是漢弗萊·戴維于1811年發現的。根據濃度的不同，二氧化氯是一種黃綠色氣體,具有與氯氣相似的氣味,760mmHg時沸點11℃,比重為3.09g/L。空氣中的體積濃度超過10%便有爆炸性，但在水溶液中是十分穩定的。二氧化氯在水中溶解成黃綠色的溶液，它在水中不水解，也不聚合，在PH=2～9範圍内以一種溶解的氣體存在,具有一定的揮發性。n
二氧化氯是一種強氧化劑，與Cl2很大的不同是與酚反應不産生異味很大的氯苯酚,與有機物、無機物反應有很強的選擇性,這使二氧化氯與腐殖質及有機物反應幾乎不産生發散性有機鹵化物(TOX)，不生成并抑制生成緻癌作用的三鹵甲烷(TMH)。另外，二氧化氯也不與氨及氨基化合物反應。n
二氧化氯作為一種強氧化劑，它能有效破壞水體中的微量有機污染物，如苯并芘、葸醌、氯仿、四氯化碳、酚、氯酚、氰化物、硫化氫及有機硫化物等，氧化有機物時不發生氯代反應。ClO2能很好地氧化水中的還原狀态的金屬離子，如Fe2+、nMn2+、Ni2+等，特别是ClO2可将以有機鍵合形式存在的Fe2+、Mn2+氧化,因此ClO2有很強的去除水體中Fe2+、Mn2+的作用。n
二氧化氯及水溶液受紫外線照射或受熱後會漸漸分解，分解産物有Cl2、O2、HOCl、HClO3和HCl等。為了克服其不穩定性的缺點，以便運輸和貯存，一般将其制成穩定性溶液。
計算化學數據
疏水參數計算參考值（XlogP）：1.4
氫鍵供體數量：0
氫鍵受體數量：1
可旋轉化學鍵數量：0
互變異構體數量：0
拓撲分子極性表面積：18.1
重原子數量：3
表面電荷：0
複雜度：7.5
同位素原子數量：0
确定原子立構中心數量：0
不确定原子立構中心數量：0
确定化學鍵立構中心數量：0
不确定化學鍵立構中心數量：0
共價鍵單元數量：1
毒理學數據
急性毒性：94mg/kg（大鼠口服）；LCLo：260 ppm（大鼠，2小時）。
作用機理
二氧化氯具有殺菌、漂白、除臭、消毒、保鮮的功能。主要是因為二氧化氯具有氧化作用，二氧化氯分子的電子結構呈不飽和狀态，外層共有19個電子，具有強烈的氧化性，主要是對富有電子（或供電子）的原子基團（如含巯基的酶和硫化物，氯化物）進行攻擊，強行掠奪電子，使之成為失去活性和改變性質的物質。
1、殺菌機理
二氧化氯對細胞壁有較強的吸附和穿透能力，放出原子氧将細胞内的含巯基的酶氧化起到殺菌作用。
2、漂白作用
二氧化氯的漂白是通過放出原子氧和産生次氯酸鹽而達到分解色素的目的。用它做漂白劑代替氯氣、氯酸鹽等，可阻止并避免與纖維發生氧化而降低纖維強度，因而效果更全面。
3、除臭作用
二氧化氯的除臭是因為它能與異味物質（如H2S、-SOH、-NH2等）發生脫水反應并使異味物質迅速氧化轉化為其他物質。而且它能阻止蛋氨酸分解成乙烯，也能破壞已形成的乙烯，從而延緩腐爛，同時殺死微生物而不與脂肪酸反應并不破壞食品結構。
制備方法
二氧化氯是一種極易爆炸的強氧化性氣體，在生産和使用時必須盡量用稀有元素氣體進行稀釋，同時需要避免光照、震動或加熱。世界常用的二氧化氯制備方法主要集中為三種。
1、氯酸鈉（NaClO3）與濃鹽酸反應法
化學反應方程式為：2NaClO3＋4HCl（濃）=2NaCl＋Cl2↑＋ClO2↑＋2H2O。此法的缺點主要是同時産生了大量的氯氣，不僅産率低，而且産品難以分離，同時很有可能造成環境污染。
2、亞氯酸鈉與氯氣反應法
将經幹燥空氣稀釋的氯氣通入填充有固體亞氯酸鈉（NaClO2）的反應柱内制得。化學反應方程式為：2NaClO2＋Cl2=2NaCl＋2ClO2↑。此法的特點是安全性好，沒有産生毒副産品。
3、草酸鈉還原法
在酸性溶液中用草酸鈉（Na2C2O4）還原氯酸鈉，化學反應方程式為：Na2C2O4＋2NaClO3＋2H2SO4=Na2SO4＋2CO2↑＋2ClO2↑＋2H2O。此法的最大特點是由于反應過程中生成的二氧化碳的稀釋作用，大大提高了生産及儲存、運輸的安全性。
主要用途
二氧化氯因為其具有殺菌能力強，對人體及動物沒有危害以及對環境不造成二次污染等特點而備受人們的青睐。二氧化氯不僅是一種不産生緻癌物的廣譜環保型殺菌消毒劑，而且還在殺菌、食品保鮮、除臭等方面表現出顯著的效果。二氧化氯還可以用于漂白，如紡織與造紙元采用氯氣漂白的都可以用二氧化氯替代。
殺菌消毒方面
1、對飲用水的消毒。二氧化氯是淨化飲用水的一種十分有效的淨水劑，其中包括良好的除臭與脫色能力、低濃度下高效殺菌和殺病毒能力。二氧化氯用于水消毒，在其濃度為0.5-1mg/L時，1分鐘内能将水中99%的細菌殺滅，滅菌效果為氯氣的10倍，次氯酸鈉的2倍，抑制病毒的能力也比氯高3倍，比臭氧高1.9倍。二氧化氯還有殺菌快速，PH範圍廣（6-10），不受水硬度和鹽份多少的影響，能維持長時間的殺菌作用，能高效率地消滅原生動物、孢子、黴菌、水藻和生物膜，不生成氯代酚和三鹵甲烷，能将許多有機化合物氧化，從而降低水的毒性和誘變性質等多種特點。
2、對空氣的殺菌。空氣中含有大量可以緻病的細菌，特别是飲食業場所及食品加工廠生産車間空氣中微生物種類和數量多而複雜，對于這些微生物普遍采用的是紫外線滅菌方式，但由于室内空氣相對濕度大，紫外線殺菌效果并不理想。而二氧化氯制劑的滅菌能力強，分解迅速無殘留，非常适于飲食業及食品加工業的有關場所的空氣噴霧殺菌及消毒。此外，春秋兩季是感冒、氣管炎等傳染病的多發季節，可以用二氧化氯對環境進行消毒，不但能殺滅病原微生物，還能消除異味，清新空氣。
3、對廚房用具、食品機械設備的消毒。廚房用具、食品機械設備、容器等如果不經徹底的消毒，容易對食品造成污染，導緻食物中毒的發生。用二氧化氯對廚房用具、食品機械設備、容器等進行消毒，可殺滅大腸杆菌、金黃色葡萄球等。
4、醫療領域。二氧化氯用于口腔含漱，可有效控制牙龈炎、牙斑菌和口臭，用作坐浴或沖洗，可防止多種疾病等等。二氧化氯對防治紅眼病、皮膚病及除臭也有良好效果。
保鮮
1、食品的保鮮。二氧化氯屬無毒型消毒劑，一般使用濃度較小，可直接用于水果、蔬菜、肉類的殺菌、保鮮。将水果、蔬菜在二氧化氯溶液中浸泡片刻，即能殺死微生物又不與脂肪酸反應，不破壞蔬菜的纖維組織并對果蔬的味道、營養無任何損害，且無需再用清水清洗。在流通領域中，有些不宜水洗的果蔬，可用固體的二氧化氯與果蔬一起裝入包裝箱，可長時間緩慢放出二氧化氯，既滅菌，又可達到保鮮作用。經二氧化氯溶液浸泡的魚、雞、禽類，不僅可消除腥臭味，還可有效控制微生物生長，延長儲藏期，并能保持鮮美的口味。用二氧化氯處理禽蛋，保鮮效果亦良好，且不影響蛋的孵化。
2、除臭、除異味。二氧化氯能和空氣中的氨和硫化合物及水中鐵和錳化合物相作用，因此可消除空氣和水中的臭味。用二氧化氯溶液對冰箱進行擦洗，可達到消除異味的作用。在衛生間中可用二氧化氯溶液進行噴霧，可迅速去除臭味。
漂白
1、紡織用于棉紗、麻等天然纖維的漂白。
2、造紙紙漿漂白，提高白度。
3、食用菌、竹筍等食品的漂白。
安全性
二氧化氯具有強氧化性，空氣中的體積濃度超過10%便有爆炸性，它能與許多化學物質發生爆炸性反應，對受熱、震動、撞擊、摩擦相當敏感，極易分解發生爆炸。二氧化氯在其液态時穩定，但若和一些特定物質接觸，也有爆炸的可能。
健康危害
二氧化氯有與氯氣相似的刺激性氣味，具有強烈刺激性，接觸後主要引起眼和呼吸道刺激，吸入高濃度可發生肺水腫，能緻死，對呼吸道産生嚴重損傷。高濃度的二氧化氯氣體，可能對皮膚有刺激性。皮膚接觸或攝入二氧化氯的高濃度溶液，可能引起強烈刺激和腐蝕，長期接觸可導緻慢性支氣管炎。
國家标準
《二氧化氯消毒劑衛生标準》（GB 26366-2010）《Hygienic standard for chlorine dioxide disinfectant》于2011年6月1日實施。
《二氧化氯消毒劑發生器安全與衛生标準》（GB 28931-2012）《Safety and sanitation standard for chlorine dioxide disinfectant generator》于2013年5月1日實施。
《化學法複合二氧化氯發生器》（GB/T 20621-2006）《Generator of complex chlorine dioxide by chemical reaction》于2007年2月1日實施。
《穩定性二氧化氯溶液》（GB/T 20783-2006）《Stable chlorine dioxide solution》于2007年6月1日實施。
《帶二氧化氯的四段漂白系統能量平衡及能量效率計算方法》（GB/T 27709-2011）《Calculation method of energy equilibrium and energy efficiency in four stages bleaching system with chlorine dioxide》于2012年實施。
《二氧化氯固體釋放劑》（GB/T 27802-2011）《Solid composition releasing chorine dioxide》于2012年6月1日實施。
《二氧化氯固體釋放劑分析方法》（GB/T 27803-2011）《Analysis method for solid composition releasing chorine dioxide》于2012年6月1日實施。
