當(dāng)水處于超臨界狀態(tài)時，它的性質(zhì)發(fā)生了巨大的變化，反滲透水處理設(shè)備廠家總結(jié)有以下幾個方面。
超臨界水中的氫鍵 水的一些宏觀性質(zhì)與其微觀結(jié)構(gòu)，尤其是水分子之間氫鍵的鍵合有密切關(guān)系，因此氫鍵結(jié)構(gòu)的研究成為超臨界水靜態(tài)結(jié)構(gòu)研究的重點(diǎn)。超（亞）臨界水的物理、化學(xué)性質(zhì)主要與流體微觀結(jié)構(gòu)如氫鍵團(tuán)簇結(jié)構(gòu)有關(guān)，隨著溫度的升高，水中的氫鍵被打開，分子間相互作用力減弱。但是由于缺乏對超臨界水的結(jié)構(gòu)和特性的了解，長期以來，對超臨界水中的氫鍵認(rèn)識不足。近來的研究表明，氫鍵在超臨界區(qū)有著特殊的性質(zhì)。利用紅外光譜研究高溫水中氫鍵與溫度的關(guān)系，并得出了形成氫鍵的相對強(qiáng)度（X）與溫度∶的關(guān)系式X=（-8.68×10~*）（1＋273.15）＋0.851，該式描述了在7~526℃的溫度范圍內(nèi)和密度為0.7～1.9g/cm²范圍內(nèi)水的氫鍵度和溫度的關(guān)系。水的氫鍵度和溫度表征了氫鍵對溫度的依賴性、在298～773K的范圍內(nèi)，水的氫鍵度與溫度大致呈線性關(guān)系。在298K時，水的氫鍵度X約為0.55.意味著液體水中的氫鍵約為冰中的一半，而在673K時，X約為0.3，甚至到773K，X值也大于0.2，這表明在較高溫度下，氫鍵在水中仍可存在。
（2）密度  液態(tài)水是不可壓縮流體，其密度基本不隨壓力而變，隨溫度的升高而稍有降低。然而超臨界水的密度不僅隨溫度的變化而變化，也隨壓力的變化而變。因此，超臨界水的密度可以通過改變溫度和壓力將其控制在氣體和液體之間。水的密度隨溫度、壓力的變化如圖2-2所示、可以確定達(dá)到一定密度所需要的溫度和壓力。在超臨界區(qū)，超臨界水的密度對溫度的變化非常敏感，溫度的微小改變都會造成超臨界水密度的大幅度變化，這一現(xiàn)象在臨界點(diǎn)附近尤其明顯，溫度對超臨界水氧化過程的影響是雙方面的，首先，升高溫溫度會給反應(yīng)分子提供能量，增加活化分子數(shù)，反應(yīng)速率提高，另一方面，在超臨界條件下，溫度的升高會導(dǎo)致水的密度降低，從而降低反應(yīng)物濃度，導(dǎo)致反應(yīng)速率變慢，在不同溫度在不同的溫度、壓力區(qū)域，這兩種效應(yīng)對反應(yīng)速率的影響程度不同。在遠(yuǎn)離臨界點(diǎn)的區(qū)域，升溫使得速率常數(shù)增大導(dǎo)致反應(yīng)速率增大比反應(yīng)物密度減小所引起的反應(yīng)速率減小的程度大，所以升溫可以加快反應(yīng)速率。同樣，水密度隨著壓力的變化而變化，這將引起反應(yīng)物濃度的變化，從而影響反應(yīng)速率。當(dāng)反應(yīng)速率方程中反應(yīng)物的反應(yīng)級數(shù)為正數(shù)時，由于升高壓力導(dǎo)致水密度的增加，使反應(yīng)物濃度升高，從而加快反應(yīng)速率。
（3） 介電常數(shù)  介電常數(shù)的變化引起超臨界水溶解能力的變化。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，由于氫鍵的作用、水的介電常數(shù)較高，為78.5。水的介電常數(shù)隨密度、溫度的變化而變化。密度增加，介電常數(shù)增加溫度升高，介電常數(shù)減小。超臨界水的介電常數(shù)值類似于常溫常壓下極性有機(jī)物的介電常數(shù)值。因?yàn)樗慕殡姵?shù)在高溫下很低，水很難屏蔽掉離子間的靜電勢能，因此溶解的離子以離子對的形式出現(xiàn)。在這種條件下，水表現(xiàn)得更像是一種非極性溶劑，這也就可以揭示它能溶解非極性有機(jī)物的現(xiàn)象。
（4）離子積  標(biāo)準(zhǔn)條件下，水的離子積是10~*。密度和溫度對其均有影響，但以密度的影響為主。密度越高，水的離子積越大。在臨界點(diǎn)附近，隨溫度的升高、水的密度迅速下降，導(dǎo)致離子積減小。而在遠(yuǎn)離臨界點(diǎn)時，溫度對密度的影響較小，溫度升高，離子積增大。A.C.Mitchell等指出，在1000℃和密度為2g/cm²時，水是高度導(dǎo)電的電解質(zhì)溶液。
超臨界流體的重要特性是其相狀態(tài)、溶解度、介電常數(shù)、離子積等物理性質(zhì)可以通過溫度、壓力的調(diào)節(jié)操作而加以控制。這些物理性質(zhì)多為密度的函數(shù)。在超臨界的狀態(tài)下，因不存在氣液相轉(zhuǎn)移，故可使其從低密度狀態(tài)連續(xù)變化到高密度狀態(tài)。換言之，將溫度和壓力作為操作變數(shù)，卻很容易調(diào)節(jié)密度，由此控制流體特性，以達(dá)到使用目的。
由于上述種種物性的變化，使得超臨界水表現(xiàn)得像一個中等強(qiáng)度的非極性有機(jī)溶劑。所以超臨界水能與非極性物質(zhì)（如烴類）和其他有機(jī)物完全互溶。而無機(jī)物（特別是鹽類）在超臨界水中的離解常數(shù)和溶解度卻很低。例如在 400～500℃、超臨界水的密度不超過0.325g/cm³的條件下，NaCl的電離常數(shù)為10～4，而常溫下NaCl的溶解度可以達(dá)37%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）。另外，超臨界水可以與空氣、氮?dú)?、氧氣和二氧化碳等氣體完全互溶，這是超臨界水作為氧化反應(yīng)介質(zhì)的一個重要條件。表2-2表示了超臨界水與普通水的溶解度對比。
超臨界水化學(xué)反應(yīng)
超臨界水具有許多獨(dú)特的性質(zhì)。例如極強(qiáng)的溶解能力、高度可壓縮性等，而且水無毒廉價(jià)、容易與許多產(chǎn)物分離。出于在實(shí)際過程中，許多要處理的物料本來就是水溶液，在很多情況下不必將水與最終產(chǎn)物分離，這就使得超臨界水成為很有潛力的反應(yīng)介質(zhì)。超臨界水化學(xué)反應(yīng)已受到了廣泛的重視和日益增多的研究。表2-3給出了日前已開發(fā)研究的超臨界水化學(xué)反應(yīng)的主要類型及應(yīng)用對象。
在各種超臨界水化學(xué)反應(yīng)過程中，研究得最多最深入、已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用的是用SCWO 消除有害廢物，包括各種有毒廢水、有機(jī)廢物、污泥以及人體代謝廢物等。 
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