超纯水

纯度极高的水。集成电路工业中用于半导体原材料和所用器皿的清洗、光刻掩模版的制备和硅片氧化用的水汽源等。此外，其他固态电子器件、厚膜和薄膜电路、印刷电路、真空管等的制作也都要使用超纯水。

超纯水：既将水中的导电介质几乎完全去除，又将水中不离解的胶体物质、气体及有机物均去除至很低程度的水。电阻率大于18MΩ*cm，或接近18.3MΩ*cm极限值。

超纯水,是一般工艺很难达到的程度，采用预处理、反渗透技术、超纯化处理以及后级处理四大步骤，多级过滤、高性能离子交换单元、超滤过滤器、紫外灯、除TOC装置等多种处理方法，电阻率方可达18.25MΩ*cm 超纯水是美国科技界为了研制超纯材料(半导体原件材料、纳米精细陶瓷材料等)应用蒸馏、去离子化、反渗透技术或其它适当的超临界精细技术生产出来的水，这种水中除了水分子(H20)外，几乎没有什么杂质，更没有细菌、病毒、含氯二恶英等有机物，当然也没有人体所需的矿物质微量元素，一般不可直接饮用，对身体有害，会吸出人体中很多离子。

为什么超纯水要即刻使用而不宜储存

首先,我们需要先说明一下超纯水的特性!

我想,大家都会同意”水”是超机溶剂,所以即使是自来水中也会含有科学实验所不能忍受的千万种杂质,因此我们都会用最先进的技术来纯化

水质,而造成一种极度人工与环境极不平衡的水,它的名字叫做”超纯水”,当这种水从纯水系统制造出来的瞬间,即刻开始与其接触的环境产生溶解

反应,我们戏称这种水为“ hungry water” , 它会从空气中吸收杂质,如悬浮粉尘,挥发性有机物VOC以及微生物等,它也会从容器中吸收化学溶出物来,包含有机或无机物在ppb的层级上。

还有,它又与空气中的二氧化碳发生变化,对已经纯化成超纯水的水而言,二氧化碳→碳酸所带来的酸硷变化就非常有趣了。

首先,空气中二氧化碳的浓度虽然不高,只有0.038%(380ppm),却能与

水产生化学反应如下:

CO2(g)+H2O(l) <=>«H2CO3(l)

碳酸是一种弱酸(Ka1=4.3×10-7),但由于超纯水中已无任何主导性(dominant)的相对强酸,强碱,共轭酸,共轭硷的情况下,碳酸是唯一主导性性的弱酸,也是唯一[H+]离子的来源(请忽略掉H2O的解离)。

Ka1=[H+][HCO3] / [H2CO3]=4.3×10-7

如有需要,任何时间或地点,我们都可以模拟出二氧化碳→碳酸→碳酸根离子的现象,当超纯水开始曝露在大气下时,二氧化碳的溶解,就会无可

避免的持续下去,这时,我们可以用电导率(conductivity)或pH的变化来监视这个过程(请参考附录1).

因为水中的离子浓度持续增加,所以电导率会持续升高(或电阻抗值持续下降),通常,在一小时之内,导电度会由0.055μS/cm (18.2Megohm_cm)升高到0.25μS/cm以上(下降至4Megohm_cm以下),过程中水中总离子浓度提高到4.5倍以上。

结论

从这个不可逆现象看来,超纯水最好能现场使用,任何方式的贮存及久放,除了会有容器本身造成的污染外,开放下(open air)的灰尘/挥发性有机物/微生物等污染及二氧化碳造成的电导率上升, pH下降是无法抗拒的。

最后,要注意的是,久存的超纯水,TOC(有机物)及微生物也都会有快速升高的隐忧,所以,建议当使用超纯水时,还是希望能够即刻使用最好!!

中国国家实验室分析用水标准

中国国家实验室分析用水标准（GB6682-92）《分析实验室用水规格和实验方法》：

指标名称一级水二级水三级水

1级水>10MΩ；2级水>1MΩ；3级水>0.2MΩ

PH值范围（25℃） - - - - 5.0-7.5

比电阻MΩ.cm@25℃> 10 1 0.2

电导率（25℃）us/cm≤ 0.1 1 5

可氧化物[以O计]mg/L -- 0.08 0.40

吸光度（254nm,1cm光程）≤ 0.001 0.01 --

二氧化硅（mg/L） 0.02 0.05 --

蒸发残渣（mg/L） -- 1.0 2.0

区别

纯水是指既将水中易去除的强电介质去除，又将水中难以除去的硅酸及二氧化碳等弱电解质去除至一定程度的水。纯水的含盐量在1.0mg/L以下,电导率小于50μs/cm。

超纯水(高纯水）是指将水中的导电介质几乎全部去除，又将水中不离解的胶体物质、气体和有机物均去除至很低程度的水。高纯水的含盐量在0. 3mg/L以下,电导率小于0. 2μs/cm。

概况

纯度极高的水。集成电路工业中用于半导体原材料和所用器皿的清洗、光刻掩模版的制备和硅片氧化用的水汽源等。此外，其他固态电子器件、厚膜和薄膜电路、印刷电路、真空管等的制作也都要使用超纯水。超纯水是指下列杂质含量极低的水：①无机电离杂质,如 Ca、Mg、Na、K、Fe、Fe、Mn、Al、HCO、CO、SO、Cl、NO、NO、SiO、PO等；②有机物,如烷基苯磺酸、油、有机铁、有机铝以及其他碳氢化合物等；③颗粒,如尘埃、氧化铁、铝、胶体硅等；④微生物,如细菌、浮游生物和藻类等;⑤溶解气体, 如N2、O2、CO2、H2S等。超纯水中电离杂质的含量用水的电阻率数值来衡量。理论上,纯水中只有H离子和OH离子参加导电。在25℃时超纯水的电阻率为

18.3(兆欧·厘米)，一般约为15～18（兆欧·厘米）。

超纯水中有机物含量由测定有机物碳含量而定，电子工业超纯水中规定含量为50～200微克/升,并要求直径大于1微米的颗粒性物质每1毫升内含量为1～2个，微生物每1毫升为0～10个。现代采用预处理、电渗析、紫外线杀菌、反渗透、离子交换、超滤和各种膜过滤技术等，使超纯水的电阻率在25℃时达到18(兆欧·厘米)。

依各种原水水质和用户要求的不同，超纯水的制备工艺大体可分为预处理、脱盐和精处理三步。

预处理包括砂滤、多介质过滤、软化、加氯、调节pH、活性碳过滤、脱气等。过滤可除去 1～20微米大小的颗粒，软化和调节pH可防止反渗透膜结垢，加氯是杀菌。活性碳过滤是除去有机物和自由氯，脱气是清除溶于水中的CO2等。

脱盐包括电渗析、反渗透、离子交换。电渗析的原理是在外加直流电场作用下利用阳离子和阴离子交换膜对离子选择性透过，脱盐率可达95%

以上。反渗透是渗透现象的逆过程,在浓溶液上加压力,使溶剂从浓溶液一侧通过半透膜向稀溶液一侧反向渗透，脱盐可达98%，并能除去99%的细菌颗粒和溶解在水中的有机物。离子交换的原理是当水通过阳离子交换树脂时，水中的阳离子被阳离子交换树脂吸附，树脂上可交换的阳离子如H离子被置换到水中，并和水中的阴离子结合成相应的无机酸，如

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