高級氧化的實質(zhì)是•OH主導(dǎo)的有機(jī)物氧化；•OH關(guān)鍵特征是壽命只有納秒級。這是學(xué)術(shù)界公認(rèn)的，但在實驗研究、特別是工程實踐中是否重視了這一實質(zhì)和特征呢？恐怕不夠！

      有研究表明：催化劑表面產(chǎn)生•OH，其作用域距離僅約35nm。如何通過“傳質(zhì)”實現(xiàn)•OH與有機(jī)物分子碰撞，這是工藝開發(fā)必須關(guān)注的。工藝上“傳質(zhì)”手段僅為水流紊動（不加熱前提下）；但水中分子存在“熱運(yùn)動”，表現(xiàn)在微小顆粒上就是顯微鏡可觀察的“布朗運(yùn)動”，對微觀尺寸的傳質(zhì)具有重大貢獻(xiàn)，可以認(rèn)為它擴(kuò)展了•OH氧化有機(jī)物的“作用域”。

      那么這個“作用域”有多大呢？愛因斯坦早期的論文（呵，牛）有報道“在17℃水中的懸浮粒子在1分鐘時間里的平均位移大約是6μm”。這是“布朗運(yùn)動”，是分子熱運(yùn)動撞擊懸浮粒子不平衡產(chǎn)生的結(jié)果。分子熱運(yùn)動震蕩的范圍，涉及到擴(kuò)散“傳質(zhì)”，這個距離估算為10μm不會偏大（限于學(xué)科知識，我沒能找到計算方法，相信相關(guān)學(xué)科很容易解決這一問題）。

      由此，我們可以推算工藝上對催化劑比表面積的要求。設(shè)表面為催化成份的規(guī)整填料孔隙孔徑為D，•OH作用域距離為?R，作用域占微通道體積比約為4?R/D；也就是說，至少要經(jīng)過D/4?R次完全更換傳質(zhì)，才能使水流全部經(jīng)過•OH作用域。若D為1mm、?R為10μm，則需要25次更換傳質(zhì)；若孔徑長（填料高度決定）為2500mm，則需要“徑長比”為100時更換傳質(zhì)一次，這容易做到。但若D為10mm，則每1“徑長比”需更換傳質(zhì)一次，這很難做到。況且后者的比表面積及•OH產(chǎn)量只有前者的1% 。由此證明了填料“微通道”結(jié)構(gòu)的重要性。當(dāng)然，這只適用于催化臭氧，因為它的催化劑是真實化學(xué)意義的。

芬頓法是Fe2 活化H2O2產(chǎn)生•OH（非化學(xué)意義的“催化”）；•OH再氧化有機(jī)物：

      這步反應(yīng)必須進(jìn)行得很快，否則•OH也就猝滅了。由此，我們在工藝上采用靜態(tài)混合器作為芬頓反應(yīng)器，停留時間只有15秒。R•壽命較長，為秒級；根據(jù)高級氧化理論，它的后續(xù)氧化由分子態(tài)氧O2完成。因此，再后續(xù)溶氣氣浮單元，又增添了氧化有機(jī)物的功能。由此開發(fā)出的新工藝，大大降低了芬頓法的投資。

 （聲明：以上技術(shù)資訊文章，是馬魯銘的原創(chuàng)，僅供參考！不承諾學(xué)術(shù)的嚴(yán)謹(jǐn)性與實踐的可靠性，敬請不要摘錄引用。）