在电力工业中,超纯水扮演着举足轻重的角色。特别是在蒸汽发电领域,锅炉用水必须是超纯水。水中的杂质,如钙、镁等离子,在高温高压的锅炉环境下会形成水垢,附着在锅炉管道内壁,降低热传递效率,增加能源消耗,甚至可能引发管道堵塞、破裂等严重安全事故。超纯水能够有效避免这些问题,保证锅炉的高效、安全运行。同时,在核电站中,超纯水用于冷却核反应堆芯,其高纯度和稳定的化学性质能够确保在极端辐射和高温条件下,有效地带走热量,维持核反应堆的稳定运行,防止放射性物质泄漏,对保障核电站的安全运行和周围环境的保护起着至关重要的作用。超纯水在核能领域应用,需满足严格放射性指标。制备超纯水生产技术
制药行业 在药物合成环节,超纯水是理想的反应溶剂。许多药物的合成对水质要求极高,超纯水能够提供一个纯净的反应环境,避免水中的杂质与药物原料发生化学反应,从而保证药物合成的准确性和药物质量。例如,在抗素的合成过程中,超纯水的使用可以防止水中的金属离子催化药物分解或产生副反应。 在药品制剂生产中,超纯水用于溶解药物成分、制备注射剂和输液等。对于注射剂和输液来说,超纯水的质量直接关系到药品的安全性。水中的热源物质、微生物和微粒等杂质可能会引起患者发热、过敏等不良反应。超纯水的使用可以很大限度地减少这些风险,确保药品的纯净和安全。制备超纯水生产技术超纯水在气象监测仪器校准中作为标准用水。
分析化学行业 超纯水是许多高精度分析仪器的必备用水,如高效液相色谱仪(HPLC)、气相色谱仪(GC)、原子吸收光谱仪(AAS)等。在 HPLC 中,超纯水用于配制流动相和样品稀释。如果水中含有杂质,可能会在色谱柱中产生峰的拖尾或鬼峰现象,影响分析结果的准确性。在 GC 中,超纯水用于制备样品提取物和清洗仪器部件。其高纯度可以保证仪器的良好性能和分析结果的可靠性。在 AAS 中,超纯水用于配制标准溶液和样品溶液,避免水中的金属离子对目标金属元素检测的影响,从而实现对极低浓度金属元素的精确测定。
四电极系统则可以更准确地测量电阻率。它有两个电流电极和两个电压电极,通过单独测量电流和电压,可以有效减少电极极化和溶液电阻的干扰。例如,在测量超纯水电阻率时,电流电极用于在水中通过一定的电流,而电压电极用于测量在电极之间产生的电位差,从而更精确地计算电阻率。温度传感器:由于水的电阻率与温度密切相关,温度升高时,水的离子迁移速度加快,电阻率会降低。所以电阻率仪通常配备温度传感器,用于实时监测水温。一般来说,超纯水电阻率的标准值是以 25℃为参考温度的。当测量温度不是 25℃时,仪器可以根据温度补偿公式对测量结果进行修正,以得到在 25℃下的电阻率。例如,如果测量温度为 30℃,仪器会根据预先设定的温度 - 电阻率关系曲线,对测量得到的电阻率值进行校正,使其更接近 25℃时的真实电阻率。电感耦合等离子体质谱分析依赖超纯水减少干扰。
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。激光拉曼光谱分析对超纯水的纯度要求极为严苛。制备超纯水生产技术
超纯水在纺织印染行业用于品质染料配制。制备超纯水生产技术
反渗透系统对进水的预处理要求严格。如果进水中含有大量的大颗粒杂质、余氯、铁、锰等物质,会对反渗透膜造成损害。例如,余氯会氧化反渗透膜的材料,使其性能下降;大颗粒杂质会堵塞膜孔,影响膜的正常运行。因此,在反渗透之前需要进行一系列的预处理,如机械过滤、活性炭吸附等,这增加了设备投资和运行成本。反渗透膜的成本较高,特别是高性能、高质量的反渗透膜。而且,由于膜的使用寿命有限,在频繁处理含有高浓度有机污染物的水或者在膜受到污染、化学清洗后性能难以完全恢复的情况下,膜需要定期更换。这使得反渗透法的长期运行成本增加,对于一些小型的超纯水制备设施或者对成本敏感的应用场景来说,可能会受到一定的限制。去除各类有机物:反渗透膜的孔径极小,能有效截留多种有机污染物,无论是大分子的蛋白质、多糖、微生物产生的胞外聚合物,还是小分子的农药、染料、石油类有机物、有机卤化物等,都可大量去除。比如在工业废水回用制备超纯水时,对复杂有机污染物的去除率可达 90% 以上18.制备超纯水生产技术