超临界水是指 当水的温度和压力达到一定值时,其液态和气态完全交融在一起,形成一种新的、呈现高压高温状态的流体。具体来说,水的临界温度为374.3℃,临界压力为22.05 MPa。当水处于这个临界点以上的状态时,就被称为超临界水。
在超临界状态下,水的密度、粘度、电导率、介电常数等基本性能均与普通水有很大差异,表现出类似于非极性有机化合物的性质。这使得超临界水能够与非极性物质(如烃类)和其他有机物完全互溶,同时无机物特别是盐类在超临界水中的溶解度很小。
超临界水还具有以下显著特性:
强反应活性:
超临界水具有极强的氧化能力,可以将有机物氧化成二氧化碳和水,同时释放出大量的热量。
良好的溶解性:
超临界水能以任意比例溶解大多数有机物和氧气,而无机盐的溶解度则较常温常压状态下小得多。
高传质、传热性能:
超临界水在化学反应中表现出良好的传质和传热性能,适合作为反应介质。
由于这些独特的性质,超临界水在多个领域具有广泛的应用前景,如:
化学反应媒介:提高反应效率和转化率。
废水处理和环境修复:有效地降解有毒有害物质,处理后的废水可完全回收利用。
火箭燃料:可以用于火箭燃料的制备。
尽管超临界水具有许多优点,但其苛刻的反应条件(高温高压)对设备和材质有较高的要求,因此在实际应用中需要克服这些挑战。