1超临界水的性质
当水处于超临界状态时，它的性质发生了巨大的变化，主要彰显在以下几个方面。
(1)超临界水底的构象水的一些宏观性质与其微观结构，尤其是水份子之间官能团的键合有密切关系，因而电负性结构的研究成为超临界水静态结构研究的重点。超(亚)临界水的化学、化学性质主要与流体微观结构如晶界团簇结构有关。随着气温的下降，水底的电负性被打开，分子间互相斥力减小。并且因为缺少对超临界水的结构和特点的了解，常年以来，对超临界水底的电负性认识不足。最近的研究表明，电负性在超临界区有着特殊的性质。借助红外波谱研究高冷水中电负性与气温的关系，并得出了产生构象的相对硬度(X)与气温t的关系式X=(-8.68×10-4)(t+273.15)+0.851，该式描述了在7～526℃的气温范围内和密度为0.7～1.9g/cm3范围内水的电负性度和体温的关系。水的电负性度和体温表征了络合物对气温的依赖性，在298～773K的范围内，水的电负性度与气温大致呈线性关系。在298K时，水的电负性度X约为0.55，意味着液体水底的电负性约为冰中的一半，而在673K时，X约为0.3，甚至到773K，X值也小于0.2。这表明在较高湿度下，电负性在水底仍可存在。
(2)密度液态水是不可压缩流体，其密度基本不随压力而变水的密度随温度变化图，随气温的下降而稍有增加。但是超临界水的密度除了随气温的变化而变化，也随压力的变化而变。因而，超临界水的密度可以通过改变体温和压力将其控制在二氧化碳和液体之间。水的密度随气温、压力的变化如图2-2所示，可以确定达到一定密度所须要的气温和压力。
从图中可以看出，在超临界区，超临界水的密度对气温的变化特别敏感，气温的微小改变就会导致超临界水密度的大幅度变化，这一现象在临界点附近尤为显著。气温对超临界水氧化过程的盏影响是双方面的。首先，下降气温会给反应分子提供能量，降低活化分子数，反应速度常数减小，反应速度提升；另一方面，在超临界条件下，气温的下降会造成水的密度增加，进而增加反应物含量，造成反应速度变慢。在不同的气温、压力区域，这两种效应对反应速度的影响程度不同。在远离临界点的区域，升温促使速度常数减小造成反应速度减小比反应物密度降低所造成的反应速率降低的程度大，所以升温可以推动反应速度。同样，水密度随着压力的变化而变化，这将导致反应物含量的变化，进而影响反应速度。当反应速度多项式中反应物的反应级数为负数时，因为下降压力造成水密度的降低，使反应物含量下降，进而推动反应速度。
图2-2水的密度随气温、压力的变化(注：1bar=105Pa)
(3)介电常数介电常数的变化导致超临界水溶化能力的变化。在标准状态下，因为官能团的作用，水的介电常数较高，为78.5。水的介电常数随密度、温度的变化而变化。密度降低，介电常数降低；气温下降，介电常数增大。超临界水的介电常数值类似于常温常压下极性有机物的介电常数值。由于水的介电常数在低温下很低，水很难屏蔽掉离子间的静电势能，因而溶化的离子以离子对的方式出现。在这些条件下，水表现得更像是一种非极性溶剂，这也就可以阐明它能溶化非极性有机物的现象。
(4)离子积标准条件下，水的离子积是10-14。密度和湿度对其均有影响，但以密度的影响为主。密度越高，水的离子积越大。在临界点附近，随气温的下降，水的密度迅速升高，造成离子积增大。而在远离临界点时，气温对密度的影响较小，气温下降，离子积减小。A.C.等强调，在1000℃和密度为2g/cm3时水的密度随温度变化图，水是高度导电的电解质氨水。
超临界流体的重要特点是其相状态、溶解度、介电常数、离子积等化学性质可以通过体温、压力的调节操作而加以控制。这种化学性质多为密度的函数。在超临界的状态下，因不存在气固相转移，故可使其从低密度状态连续变化到莱州度状态。换言之，将体温和压力作为操作变数，却很容易调节密度，由此控制流体特点，以达到使用目的。
因为上述种种物性的变化，促使超临界水表现得像一个中等硬度的非极性有机溶剂。所以超临界水能与非极性物质(如烃类)和其他有机物完全互溶。而无机物(非常是脂类)在超临界水底的离解常数和溶化度却很低。诸如在400～500℃、超临界水的密度不超过0.325g/cm3的条件下，NaCl的电离常数为10-4，而常温下NaCl的溶化度可以达37%(质量分数)。另外，超临界水可以与空气、氮气、氧气和氢气等二氧化碳完全互溶，这是超临界水作为氧化反应介质的一个重要条件。表2-2表示了超临界水与普通水的溶化度对比。
表2-2超临界水与普通水的溶化度对比
2.超临界水物理反应
超临界水具有许多奇特的性质。诸如极强的溶化能力、高度可压缩性等，但是水无毒、廉价、容易与许多产物分离。出于在实际过程中，许多要处理的物料原本就是水碱液，在好多情况下毋须将水与最终产物分离，这就促使超临界水成为很有潜力的反应介质。超临界水物理反应已遭到了广泛的注重和日渐增多的研究。表2-3给出了近日已开发研究的超临界水物理反应的主要类型及应用对象。
在各类超临界水物理反应过程中，研究得最多最深入、已实现工业应用的是用SCWO去除有害废物，包括各类有毒废气、有机废物、污泥以及人体代谢废物等。
表2-3超临界水物理反应的主要类型及应用对象