反渗透过滤器 反渗透是一种高效的水处理技术,它能够去除水中 95% - 99% 以上的 TOC。因为反渗透膜的孔径极小,几乎所有的有机碳化合物(包括大分子和小分子)都很难通过反渗透膜,只有水分子能够在压力作用下通过。所以,经过反渗透处理后的水,TOC 含量可以降低到极低的水平,通常可以达到 1 - 10μg/L 以下,能够满足对水质要求极高的应用场景,如制药行业的注射用水或高精度实验室分析用水。 需要注意的是,这些降低程度只是大致范围,实际的 TOC 降低效果还会受到多种因素的影响,如原水的 TOC 含量、有机物质的种类、过滤系统的性能和运行状况等。离子交换树脂的中毒现象会导致去离子水离子超标,需处理。加工去离子水互惠互利
去离子水和蒸馏水主要有以下区别,蒸馏水是通过蒸馏的方法制备的。将水加热至沸点,使其汽化,然后将水蒸气冷却凝结成液态水。这个过程主要是利用水和杂质的沸点差异来分离它们。例如,水中的一些不挥发性杂质(如大多数盐类,因为它们的沸点远高于水的沸点)会留在原来的容器中,而水蒸气中基本只含有水这种挥发性物质。 简单的蒸馏装置通常包括一个加热源(如酒精灯或电热套)、一个蒸馏烧瓶、一个冷凝器和一个接收容器。在蒸馏烧瓶中加热水,水蒸气进入冷凝器,通过冷却介质(如冷水)的冷却作用,水蒸气重新变成液态水,收集在接收容器中。去离子水是通过离子交换树脂去除水中的离子杂质而得到的。离子交换树脂是一种带有可交换离子的高分子材料。 通常包含阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。当水通过阳离子交换树脂时,水中的阳离子(如 Ca²⁺、Mg²⁺、Na⁺等)会与树脂上的氢离子(H⁺)进行交换;接着,水再通过阴离子交换树脂,水中的阴离子(如 Cl⁻、SO₄²⁻等)会与树脂上的氢氧根离子(OH⁻)进行交换。经过这一系列交换过程,水中的离子杂质被去除,从而得到去离子水。加工去离子水互惠互利其在生物技术的细胞培养传代中,可维持细胞生长状态稳定。
去离子水的电阻率,去离子水是通过离子交换树脂去除水中离子而制备的。去离子水的电阻率要比蒸馏水高得多,一般可以达到 10^6 - 10^8Ω・m 甚至更高。因为离子交换树脂能够有效地去除水中的各种阳离子和阴离子,使得水中离子浓度大幅降低,导电能力极弱,所以其电阻率较高。在一些对水质要求极高的场合,如超大规模集成电路制造,使用的去离子水电阻率要求更高,这是为了确保生产过程中不会因为水中的离子而对芯片等电子元件造成损害。从口感上来说,去离子水相对比较 “寡淡”。因为水中没有了矿物质离子带来的味道,人们长期饮用可能会觉得这种水的味道难以接受。而且,人们长期习惯饮用含有一定矿物质的水,身体也适应了这种水源。突然长期饮用去离子水可能会引起身体和味觉的不适应。
试剂准备和样品混合 先复溶含显色底物的鲎试剂,然后将纯化水样品与复溶后的试剂混合,放入到酶标仪配套的微孔板或比色皿中。混合过程要充分,确保样品和试剂均匀分布。 仪器检测设置和反应 在酶标仪上设置好检测波长(一般为 405 - 410nm)、反应温度(37℃)和反应时间等参数。将装有样品和试剂混合物的微孔板或比色皿放入酶标仪中,启动反应。 结果计算 反应结束后,酶标仪会检测并记录每个样品的吸光度值。根据预先制作的标准曲线(使用已知内素浓度的标准品制作)和检测到的吸光度,计算出纯化水样品中内素的含量。在制药行业的胶囊壳生产中,去离子水可改善壳的质量与稳定性。
TOC 的测量方法 燃烧氧化 - 非色散红外吸收法(NDIR) 原理:将水样注入高温燃烧炉(通常温度在 680 - 950℃之间),水中的有机碳在高温和催化剂(如铂、二氧化钴等)的作用下被完全氧化为二氧化碳。然后,通过非色散红外吸收分析仪来检测生成的二氧化碳的量,从而根据碳的守恒定律计算出水中 TOC 的含量。因为二氧化碳在特定波长(一般为 4.26μm 左右)的红外光区域有强烈的吸收,通过检测红外光的吸收程度就能确定二氧化碳的量。 操作要点:在测量前,需要对仪器进行校准,通常使用已知 TOC 浓度的标准溶液(如邻苯二甲酸氢钾溶液)来校准仪器的灵敏度和准确性。水样的注入量要准确控制,因为这会直接影响测量结果。同时,要确保燃烧炉的温度和催化剂的活性处于良好状态,以保证有机碳的完全氧化。 紫外线氧化 - 非色散红外吸收法 原理:利用紫外线(UV)的能量使水中的有机碳发生氧化反应。在紫外线的照射下,水中的有机碳被氧化为二氧化碳,然后再用非色散红外吸收分析仪检测二氧化碳的量来计算 TOC。这种方法相对温和,对于一些对温度敏感的水样或者含有易挥发有机物质的水样比较适用。去离子水在材料科学的纳米材料制备中,可控制纳米粒子尺寸。加工去离子水互惠互利
其在电子显微镜样品制备中,可避免离子污染影响观察。加工去离子水互惠互利
无机离子 阳离子:尽管过滤系统可以有效去除有机碳化合物,但对于水中的一些阳离子,如钙(Ca²⁺)、镁(Mg²⁺)、钠(Na⁺)、钾(K⁺)等,可能去除效果不佳。例如,活性炭过滤器主要针对有机物质吸附,对这些阳离子基本没有去除能力;超滤过滤器由于其截留分子量主要针对大分子有机物和胶体,也无法有效去除这些阳离子。而这些阳离子在水中可能会导致水的硬度问题,长期饮用高硬度的水可能会增加患结石的风险。 阴离子:水中的阴离子如氯离子(Cl⁻)、硫酸根离子(SO₄²⁻)、碳酸根离子(CO₃²⁻)和碳酸氢根离子(HCO₃⁻)等也可能残留。特别是在一些地区,水中的氯离子含量较高,可能来自于自然环境或水处理过程中的消毒剂残留。高浓度的氯离子可能会对金属管道产生腐蚀作用,并且在一定条件下会与水中的其他物质反应生成有害物质。加工去离子水互惠互利