第四种水“在深海中被发现”:原来水并非只有固态、液态和气态( 二 )


但当它属于超临界水的时候 , 氢键就出现了特殊的性质 , 不管温度再高 , 它都不会消失 。

科学家对此进行研究 , 它们发现在临界温度时 , 饱和水蒸气的氢键增加值 , 和处于液态水的氢键减少值相等 , 此时液态水中的氢键占总量的17%左右 。
随后 , 科学家又发现了超临界水的其他特点 。
第一 , 比如大家知道“水火不相容”这句俗语吧 , 但如果是在超临界水中 , 这一点就不成立了 , 因为它可以让很多物质在其中燃烧 , 产生火焰 , 甚至还可以将很多物质溶解 。

第二 , 超临界水具有很强的反应活性 , 以及强大的氧化能力 , 甚至比高锰酸钾还要强 。
一般只需要将需要处理的物质放入超临界水中 , 然后向其中加入氧和过氧化氢 , 随后这些物质很快就会被氧化和水解 。
第三 , 超临界水具有强腐蚀性 , 它几乎可以将所有金属都腐蚀 , 包括黄金 , 其腐蚀强度 , 比王水还要厉害 。
第四 , 超临界水还具有极强的催化能力 , 所以物质在其中的化学反应会变得极快 , 几乎是在其他状态下的100倍 。

超临界水的作用
于是根据超临界水的特点 , 我们完全可以将其充分利用起来 。
目前 , 我们对超临界水 , 可以应用于制作反应容器、预热器、冷却装置等等 。
超临界水在化学反应中 , 既可以作为反应介质 , 又可以直接参与反应 。
通过改变温度和压力 , 可以使得超临界水操控反应环境 , 协调反应速率、化学平衡等 , 所以它可以作为一种良好的溶剂来使用 。

根据前面提到的超强反应活性 , 我们可以将其应用于化学反应中 , 使得物质能够反应得更彻底 。
科学家经过实验证明 , 超临界水可以在不添加催化剂的条件下 , 进行酸碱自催化反应 , 也就是说可以直接充当酸碱催化反应的介质 。
因为当接近临界点时 , 水中的离子积已经比常态水增加了差不多3个数量级 。
于是我们完全可以将超临界水用于水解反应、脱水反应和水合反应 。

如果未来这一技术得到使用 , 可以有效减少化学反应中产生的杂质 , 因为在超临界水状态下 , 无机物质几乎不能溶解 , 而有机物质却几乎被完全溶解 。
利用超临界水去除杂质
利用这一现象 , 我们可以将其发展为超临界水氧化技术(SCWO) 。
在将垃圾进行填埋和堆放的过程中 , 有机物会分解出水 , 并其中含有的游离水和降雨、径流和地下渗水 , 会极大地污染周边的水资源 。

因此此时我们就可以将超临界水作为垃圾过滤液 , 减少这些废水的排放 。
此外在污泥中 , 也存在很多有机物、氧化剂和水 , 使用超临界水就可以将三者形成均一的相 。
由此就可以克服相间的物质传输阻力 , 最终在短时间内彻底破坏污泥中的有机成分 , 将污泥变废为宝 。
另外在其他废弃、废水和固体废弃物中 , 应用超临界水也可以将其中含有的各种有毒化学物质清除掉 。

这样不仅可以增强化学物质的安全性 , 还可以有效减少附加污染物 。
不过现在这一技术还有一些问题 , 需要我们重点考虑 。
因为我们前面也讲到 , 超临界水具有很强的腐蚀性 , 所以在我们在使用它的过程中 , 如何制造具有强大抗腐蚀能力的材料就很重要 。
并且 , 虽然水的成本不高 , 但是要应用这一技术 , 就需要在高温、高压和高含氧量的环境下进行 。
我们需要高昂的经济投入 , 才能对这一技术进行进一步的研究和开发 。

【第四种水“在深海中被发现”:原来水并非只有固态、液态和气态】现在 , 科学家们对自然环境下的超临界水还在继续研究 。
由于热液喷口的高温高压 , 使得钻头几乎在靠近它时就已经融化 , 所以至今我们都没有办法开采超临界水的样本 。
不过我们相信 , 随着技术的进步和研究的深入 , 我们或许可以利用超临界水创造一场新的技术革新 , 最终将其应用到实际生活中 。

推荐阅读