高級(jí)氧化的實(shí)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(jí)。這是學(xué)術(shù)界公認(rèn)的，但在實(shí)驗(yàn)研究、特別是工程實(shí)踐中是否重視了這一實(shí)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(shí)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(dòng)（不加熱前提下）；但水中分子存在“熱運(yùn)動(dòng)”，表現(xiàn)在微小顆粒上就是顯微鏡可觀察的“布朗運(yùn)動(dòng)”，對(duì)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(gè)“作用域”有多大呢？愛因斯坦早期的論文（呵，牛）有報(bào)道“在17℃水中的懸浮粒子在1分鐘時(shí)間里的平均位移大約是6μm”。這是“布朗運(yùn)動(dòng)”，是分子熱運(yùn)動(dòng)撞擊懸浮粒子不平衡產(chǎn)生的結(jié)果。分子熱運(yùn)動(dòng)震蕩的范圍，涉及到擴(kuò)散“傳質(zhì)”，這個(gè)距離估算為10μm不會(huì)偏大（限于學(xué)科知識(shí)，我沒能找到計(jì)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(duì)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(zhǎng)（填料高度決定）為2500mm，則需要“徑長(zhǎng)比”為100時(shí)更換傳質(zhì)一次，這容易做到。但若D為10mm，則每1“徑長(zhǎng)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?yàn)樗拇呋瘎┦钦鎸?shí)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?cè)诠に嚿喜捎渺o態(tài)混合器作為芬頓反應(yīng)器，停留時(shí)間只有15秒。R•壽命較長(zhǎng)，為秒級(jí)；根據(jù)高級(jí)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(shí)踐的可靠性，敬請(qǐng)不要摘錄引用。）