活性炭具有高度发达的孔隙结构,包括微孔、中孔和大孔。这些孔隙提供了巨大的比表面积,能够通过物理吸附和化学吸附作用去除有机污染物。物理吸附是基于分子间的范德华力,活性炭的孔隙可以捕获有机分子。化学吸附则涉及活性炭表面的官能团(如羧基、羟基等)与有机污染物之间的化学反应。应用:在超纯水制备过程中,通常会使用颗粒活性炭(GAC)或粉末活性炭(PAC)。GAC 一般填充在吸附柱中,水通过吸附柱时,有机污染物被吸附在活性炭表面。PAC 则可以直接投加到水中,搅拌后通过过滤去除。例如,对于水中的腐殖酸、富里酸等天然有机物以及一些小分子的有机化合物,活性炭吸附都有很好的效果。不过,活性炭的吸附容量是有限的,随着吸附的有机污染物增多,其吸附效率会逐渐降低,需要定期更换或再生。超纯水在核能领域应用,需满足严格放射性指标。湖南什么是超纯水使用方法
例如在电子工业的半导体制造领域,特别是高精度芯片制造过程中,通常要求超纯水的电阻率接近或达到 18.2 MΩ・cm。这是因为芯片制造工艺对水中离子杂质极为敏感,即使微量的离子存在也可能导致芯片性能下降或出现故障。而在一些对水质要求稍低的行业,如一般的化学分析实验室,超纯水电阻率达到 10 - 18 MΩ・cm 左右也可能满足基本的实验需求。对于超纯水的微生物含量,通常要求每毫升水中的细菌菌落数(CFU/mL)低于 10 甚至更低。在一些对微生物极其敏感的领域,如制药行业的注射剂生产和生命科学研究中的细胞培养实验,超纯水的微生物标准要求更加严格,要求达到无菌状态,即每毫升水中的细菌菌落数几乎为零。湖南什么是超纯水使用方法超纯水在钢铁行业用于高精度钢材表面处理。
、离子交换 阳离子交换树脂 经过反渗透后的水,虽然大部分离子已经被去除,但仍含有少量的离子。此时,利用阳离子交换树脂可以进一步去除水中的阳离子,如钙、镁、钠等。阳离子交换树脂上带有酸性基团,能够与水中的阳离子进行交换反应。例如,磺酸型阳离子交换树脂(R - SO₃H)与水中的钙离子(Ca²⁺)发生交换反应,生成树脂钙盐(R - SO₃)₂Ca 和氢离子(H⁺)。 阴离子交换树脂 同时,使用阴离子交换树脂去除水中的阴离子,如氯离子、硫酸根离子等。阴离子交换树脂带有碱性基团,例如季铵型阴离子交换树脂(R - N (CH₃)₃OH)与水中的氯离子(Cl⁻)发生交换反应,生成树脂氯盐(R - N (CH₃)₃Cl)和氢氧根离子(OH⁻)。通过阴阳离子交换树脂的组合使用,可以将水中的离子浓度降低到极低的水平。
原理:离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。对于含有酸性或碱性官能团的有机污染物,离子交换树脂可以通过离子交换反应将其去除。例如,带有羧基(-COOH)的有机酸可以与阳离子交换树脂上的氢离子(H⁺)进行交换,从而被树脂吸附;带有氨基(-NH₂)的有机碱可以与阴离子交换树脂上的氢氧根离子(OH⁻)进行交换而被吸附。应用:在超纯水制备的离子交换步骤中,除了去除水中的无机离子外,也可以对部分有机污染物起到一定的去除作用。不过,离子交换树脂主要针对的是含有特定官能团的有机污染物,对于非离子型或中性的有机物去除效果有限。而且,树脂在吸附一定量的有机污染物后,需要进行再生或更换。膜接触器在超纯水生产中可用于气体脱除与分离。
此外,空气中的灰尘颗粒也是一个重要的影响因素。如果灰尘颗粒落入超纯水样品中或者附着在测量电极上,会影响电极与超纯水之间的接触,并且灰尘中可能含有可溶物质,这些物质溶解后会干扰测量结果,使电阻率降低。周围环境中的电磁干扰也会对超纯水电阻率测量产生影响。例如,附近的大型电机、变压器、高频通信设备等产生的电磁场,可能会在测量电路中感应出额外的电流。这些感应电流会干扰测量电极之间的正常电流信号,导致测量的电阻率出现偏差。在强电磁干扰环境下,测量仪器的电子元件也可能会受到影响,从而影响信号处理和显示单元的准确性。例如,电磁干扰可能会导致电阻率仪显示的数值出现跳动或者不准确的情况。超纯水在林业科研中用于植物组织培养用水。湖南什么是超纯水使用方法
超纯水的水质稳定性对长期实验结果影响重大。湖南什么是超纯水使用方法
库仑滴定法,原理:样品消解后,过量的氧化剂用电解产生的二价铁为还原剂进行库仑滴定,并用电位法判别滴定终点,根据消耗的电量求出样品中的 COD 值。适用范围:适用于各种类型的水样。优点:操作简便、快速,自动化程度高,无需使用标准溶液滴定,可避免人为误差。缺点:仪器设备较复杂,成本较高,对水样的预处理要求较高,且测定结果受水样中其他可被氧化物质的干扰。测定范围较窄,精度相对较低,只能求得大体的 COD 范围,如需准确测量,还需采用其他标准方法。湖南什么是超纯水使用方法
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