RD003对硼和硅敏感的试验应用所需超纯水-中国化学仪器网.PDF

RD003 对硼和硅敏感的实验应用所需超纯水 Ichiro Kano ( 1 )和 Daniel Darbouret ( 2 ) (1)实验室纯水研发部门，Nihon Millipore 有限公司，日本东京。 (2)实验室纯水研发部门，Millipore S.A. ，Saint-Quentin en Yvelines，法国。 本文来自在美国奥兰多市 3 月 9 日召开的1999 匹兹堡会议提出的一篇文章。 摘要： 弱电离元素或者在水中不易电离的元素不能通过常规的水纯化技术有效地除去。 在生 产超纯水过程中，当离子交换树脂接近耗尽时，硅和硼是最先进入纯水的一类离子。 本文 研究了这两种元素在水纯化过程中的行为。结合使用反渗透技术和连续电去离子技术的预处 理过程可以有效地除去硼和硅元素。在预处理步骤中，得到高电阻率的纯水，这种低离子浓 度的水可以降低后面纯化过程中除去离子树脂的负担。 此外，一种特殊的螯合剂可以提高 硼的截留率。本文描述了评价纯水水质的重要参数。生产的超纯水可以适用于精度达到 ppt 级的痕量分析，对于硼敏感的实验也可以通过特定的设计来实现。 介绍： 在进行痕量分析时，为了达到最好的量 在 pH 大于 11.5 的溶液中，它是以硼酸盐形 化指标，两个参数至关重要： 实验的环境 式存在。 2 2 以及用于制备空白，稀释标准液和洗涤玻璃 硼的电子排列是 1s 2s 2p ，有 3 个价电 器皿的超纯水。在生产超纯水过程中，可溶 子，氧化后可以形成缺电子平面结构，同 性硅(和电阻率测量)是评价树脂效率最关键 Lewis 酸一样，它可以通过电离，再接受 2 的参数之一。 个电子形成八电子的四面体结构 5 。在水溶 除对设备有害之外，当离子交换树脂接 液中，硼酸不是直接的夺取电子，而是通过 近损耗时，硅也是最先穿透离子交换柱进入 水合、电离，形成对应的阴离子(图 1 )。 产水的离子。在过去的十年中已有许多如何 除去和测量硅元素的研究 1,2 。 最近报导了 硼穿透离子交换树脂与溶解硅及电阻率的 下降是有关的 3 。在反渗透与去离子系统中， 除硅和电阻率之外，硼元素的去除能力也被 用来评价离子交换树脂的能力。 这是非常 重要的，因为硼是用于制造晶元的重要物质 之一。而硼离子影响电子接合。 因而，使 4 用不含硼的高纯水是必要的 。 硼酸是一种非常弱的酸，其 pKa 为 9.2； 图 1 1mM 的硼酸在水溶液中的形态 它仅仅稍强于 pKa 为 9.5 的硅酸。在 pH 低 这些含硼的离子与碳水化合物等诸多 6,7 于 7 的溶液中，硼以其离子形式存在，但是， 化学成分的相互作用已受到广泛的关注 。 带负电荷的硼酸盐能被阴离子交换树脂截 以有效的截留硼。这种类型的去除硼的专用 留。在硼的色谱分析研究中，人们试验了很 的树脂，(其使用已经被描述 9,10 ) ，与先进 多种化学方法 8 ，发现一种由疏水性的苯乙 的水纯化系统材料和设备结合起来，实现生 烯聚合并用叔胺基团修饰的的树脂填料，可 产不含有硼适合于超痕量分析的