超純水,是一般工藝很難達(dá)到的程度,采用預(yù)處理、反滲透技術(shù)、超純化處理以及后級(jí)處理四大步驟,多級(jí)過濾、高性能離子交換單元、超濾過濾器、紫外燈、除TOC裝置等多種處理方法,電阻率方可達(dá)18.25MΩ*cm
超純水是美國(guó)科技界為了研制超純材料(半導(dǎo)體原件材料、納米精細(xì)陶瓷材料等)應(yīng)用蒸餾、去離子化、反滲透技術(shù)或其它適當(dāng)?shù)某R界精細(xì)技術(shù)生產(chǎn)出來的水,這種水中除了水分子(H20)外,幾乎沒有什么雜質(zhì),更沒有細(xì)菌、病毒、含氯二惡英等有機(jī)物,當(dāng)然也沒有人體所需的礦物質(zhì)微量元素,一般不可直接飲用,對(duì)身體有害,會(huì)析出人體中很多離子
為什么超純水要即刻使用而不宜儲(chǔ)存
首先,我們需要先說明一下超純水的特性!
我想,大家都會(huì)同意”水”是超機(jī)溶劑,所以即使是自來水中也會(huì)含有科學(xué)實(shí)驗(yàn)所不能忍受的千萬(wàn)種雜質(zhì),因此我們都會(huì)用最先進(jìn)的技術(shù)來純化水質(zhì),而造成一種極度人工與環(huán)境極不平衡的水,它的名字叫做”超純水”,當(dāng)這種水從純水系統(tǒng)制造出來的瞬間,即刻開始與其接觸的環(huán)境產(chǎn)生溶解反應(yīng),我們戲稱這種水為 “ hungry water” , 它會(huì)從空氣中吸收雜質(zhì),如懸浮粉塵,揮發(fā)性有機(jī)物VOC以及微生物等,它也會(huì)從容器中吸收化學(xué)溶出物來,包含有機(jī)或無(wú)機(jī)物在ppb的層級(jí)上。
還有,它又與空氣中的二氧化碳發(fā)生變化,對(duì)已經(jīng)純化成超純水的水而言,二氧化碳→碳酸所帶來的酸鹼變化就非常有趣了。
首先,空氣中二氧化碳的濃度雖然不高,只有0.038%(380ppm),卻能與水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)如下:
CO2(g)+H2O(l) <=>«H2CO3(l)
碳酸是一種弱酸(Ka1=4.3×10-7),但由于超純水中已無(wú)任何主導(dǎo)性(dominant)的相對(duì)強(qiáng)酸,強(qiáng)堿,共軛酸,共軛鹼的情況下,碳酸是唯一主導(dǎo)性性的弱酸,也是唯一[H+]離子的來源(請(qǐng)忽略掉H2O的解離)。
Ka1=[H+][HCO3] / [H2CO3]=4.3×10-7
如有需要,任何時(shí)間或地點(diǎn),我們都可以模擬出二氧化碳→碳酸→碳酸根離子的現(xiàn)象,當(dāng)超純水開始曝露在大氣下時(shí),二氧化碳的溶解,就會(huì)無(wú)可避免的持續(xù)下去,這時(shí),我們可以用電導(dǎo)率(conductivity)或pH的變化來監(jiān)視這個(gè)過程(請(qǐng)參考附錄1).
因?yàn)樗械碾x子濃度持續(xù)增加,所以電導(dǎo)率會(huì)持續(xù)升高(或電阻抗值持續(xù)下降),通常,在一小時(shí)之內(nèi),導(dǎo)電度會(huì)由0.055μS/cm (18.2Megohm_cm)升高到0.25μS/cm以上(下降至4Megohm_cm以下),過程中水中總離子濃度提高到4.5倍以上。
結(jié)論
從這個(gè)不可逆現(xiàn)象看來,超純水最好能現(xiàn)場(chǎng)使用,任何方式的貯存及久放,除了會(huì)有容器本身造成的污染外,開放下(open air)的灰塵/揮發(fā)性有機(jī)物/微生物等污染及二氧化碳造成的電導(dǎo)率上升, pH下降是無(wú)法抗拒的。
最后,要注意的是,久存的超純水,TOC(有機(jī)物)及微生物也都會(huì)有快速升高的隱憂,所以,建議當(dāng)使用超純水時(shí),還是希望能夠即刻使用最好!!
工藝流程
超純水,目前的主要工藝流程
1.預(yù)處理----復(fù)床 ----混床---拋光樹脂
2.預(yù)處理----反滲透---混床---拋光樹脂
3.預(yù)處理----反滲透----CEDI膜塊----拋光樹脂
中國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室分析用水標(biāo)準(zhǔn)
中國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室分析用水標(biāo)準(zhǔn)(GB6682-92)《分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和實(shí)驗(yàn)方法》:
指標(biāo)名稱 一級(jí)水 二級(jí)水 三級(jí)水
1級(jí)水>10MΩ;2級(jí)水>1MΩ;3級(jí)水>0.2MΩ
PH值范圍(25℃) - - - - 5.0-7.5
比電阻MΩ.cm@25℃> 10 1 0.2
電導(dǎo)率(25℃)us/cm≤ 0.1 1 5
可氧化物[以O(shè)計(jì)]mg/L -- 0.08 0.40
吸光度(254nm,1cm光程)≤ 0.001 0.01 --
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