实验室去离子水、纯化水、超纯水和蒸馏水的区别以及应用特点介绍

去离子水

去离子水是指除去了呈离子形式杂质后的纯水。国际标准化组织ISO/TC 147规定的“去离子”定义为：“去离子水完全或不完全地去除离子物质。”如今的工艺主要采用RO反渗透的方法制取。应用离子交换树脂去除水中的阴离子和阳离子，但水中仍然存在可溶性的有机物，可以污染离子交换柱从而降低其功效，去离子水存放后也容易引起细菌的繁殖。

工艺设备

去离子水是通过离子交换树脂除去水中的离子态杂质而得到的近于纯净的水，其生产装置设计的合理与否直接关系到去离子水质量的好坏及运营的经济性。

去离子水制取工艺及其特点

1、离子交换树脂制取去离子水的传统水处理方式，其基本工艺流程为：

原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→阳床→阴床→混床→后置保安过滤器→用水点。

(特点：污染比较大，自动化程度低，初期投入低)

2、反渗透-离子交换设备制取去离子水，水质稳定，纯度较高，其基本工艺流程为：

原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→反渗透设备→混床→超纯水箱→超纯水泵→后置保安过滤器→用水点。

(特点：污染小，自动化程度高，初期投入中等，价格适中)

3、反渗透设备与电去离子(EDI)设备进行搭配制取去离子水的的方式，这是一种制取超纯水的最新工艺，也是一种环保，经济，发展潜力巨大的超纯水制备工艺，其基本工艺流程为：

原水→多介质过滤器→活性炭过滤器→精密过滤器→反渗透设备→电去离子(EDI)→超纯水箱→超纯水泵→后置保安过滤器→用水点。

(特点：环保，自动化程度高，初期投入大，价格相对比较贵。)

处理步骤

从自来水到去离子水一般要经过几步处理 ：

1、先通过石英砂过滤颗粒较粗的杂质。

2、然后高压通过反渗透膜。

3、最后一般还要经过紫外杀菌以去除水中的微生物。

4、假如此时电阻率还没有达到要求的话，可以再进行一次离子交换过程最高电阻率可达到18兆。

相对而言，蒸馏水只是先气化再冷凝，其纯度如电阻率一般不如纯度高的去离子水，半导体工业中用的大多数是高纯度的去离子水。

主要用途

1、实验室、化验室用水，一般实验室的常规试验、配置常备溶液、清洗玻璃器皿等;2、电子工业生产，如显像管玻壳、显像管、液晶显示器、线路板、计算机硬盘、集成电路芯片、单晶硅半导体等;3、电力锅炉，锅炉所需软化水、除盐;4、汽车、家用电器、建材表面涂装、电镀、镀膜玻璃清洗等;5、石油化工行业,化工反应冷却水、化学药剂、生产配液用水等;6、工业纺织印染、钢铁清洗用水等;7、食品、饮料、酒类、化妆品生产用水;8、海水、苦咸水等净化。

纯化水

纯化水 Purity Water(去离子水或深度脱盐水) 指温度大于25°C时，电阻率大于0.1x10^6 Ω*cm的水。

设备要求

GMP认证制药用纯化水设备要求

1、结构设计应简单、可靠、拆装简便。

2、为便于拆装、更换、清洗零件，执行机构的设计尽量采用的标准化、通用化、系统化零部件。

3、设备内外壁表面，要求光滑平整、无死角，容易清洗、灭菌。零件表面应做镀铬等表面处理，以耐腐蚀，防止生锈。设备外面避免用油漆，以防剥落。

4、制备纯化水设备应采用低碳不锈钢或其他经验证不污染水质的材料。制备纯化水的设备应定期清洗，并对清洗效果验证。

5、注射用水接触的材料必须是优质低碳不锈钢或其他经验证不对水质产生污染的 材料。制备注射用水的设备应定期清洗，并对清洗效果验证。

6、纯化水储存周期不宜大于24小时，其储罐宜采用不锈钢材料或经验证无毒，耐腐蚀，不渗出污染离子的其他材料制作。保护其通气口应安装不脱落纤维的疏水性除菌滤器。储罐内壁应光滑，接管和焊缝不应有死角和沙眼。应采用不会形成滞水污染的显示液面、温度压力等参数的传感器。对储罐要定期清洗、消毒灭菌，并对清洗、灭菌效果验证。

7、制药用水的输送

1)纯化水和制药用水宜采用易拆卸清洗、消毒的不锈钢泵输送。在需用压缩空气或氮气压送的纯化水和注射用水的场合，压缩空气和氮气须净化处理。

2)纯化水宜采用循环管路输送。管路设计应简洁，应避免盲管和死角。管路应采用不锈钢管或经验证无毒、耐腐蚀、不渗出污染离子的其他管材。阀门宜采用无死角的卫生级阀门，输送纯化水应标明流向。

3)输送纯化水和注射用水的管道、输送泵应定期清洗、消毒灭菌，验证合格后方可投入使用。

8、压力容器的设计，须由有许可证的单位及合格人员承担，须按中华人民共和国国家标准《钢制压力容器》(GB150-80)及"压力容器安全技术监察规程"的有关规定办理。

超纯水

超纯水(Ultrapure water)又称UP水，是指电阻率达到18 MΩ*cm(25℃)的水。这种水中除了水分子外，几乎没有什么杂质，更没有细菌、病毒、含氯二噁英等有机物，当然也没有人体所需的矿物质微量元素，也就是几乎去除氧和氢以外所有原子的水。可以用于超纯材料(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的制备过程 。

制备

在原子光谱、高效液相色谱、超纯物质分析、痕量物质等的某些实验中，需要用超纯水，超纯水的制备如下：

(1)加入少量高锰酸钾的水源，用玻璃蒸馏装置进行二次蒸馏，再以全石英蒸馏器进行蒸馏，收集于石英容器中，可得超纯水。

(2)使用强酸型阳离子和强碱型阴离子交换树脂柱的混合床或串联柱。可充分除去水中的阳、阴离子，其电阻率达10 Q·cm的水，俗称去离子水，再用全石英蒸馏器进行蒸馏，收集可得超纯水。

应用

超纯水可以在以下领域使用：

(1)电子、电力、电镀、照明电器、实验室、食品、造纸、日化、建材、造漆、蓄电池、化验、生物、制药、石油、化工、钢铁、玻璃等领域。(2)化工工艺用水、化学药剂、化妆品等。(3)单晶硅、半导体晶片切割制造、半导体芯片、半导体封装 、引线柜架、集成电路、液晶显示器、导电玻璃、显像管、线路板、光通信、电脑元件 、电容器洁净产品及各种元器件等生产工艺。(4)高压变电器的清洗等。

蒸馏水

蒸馏水是指经过蒸馏、冷凝操作的水，蒸二次的叫重蒸水，三次的叫三蒸水 。低耗氧量的水，加入高锰酸钾与酸工业蒸馏水是采用蒸馏水方法取得。

制作方法

自然界中的水都不纯净，通常含有钙、镁、铁等多种盐，还含有机物、微生物、溶解的气体(如二氧化碳)和悬浮物等。用蒸馏方法可以除去其中的不挥发组成。用蒸馏法，并配合以下一些措施，可以获取质量较高的蒸馏水。

①排去初始馏分(约占原水的20%)，因为挥发组分主要集中在初始馏分中。

②排去残留部分(约占原水的20%)，因为很多不挥发组分集中在残留水中。

③添加某些物质以利于蒸馏。例如，添加NaOH，使水中的CO2变成难挥发组分，添加KMnO4可氧化水中的有机物。

用途

1.在生活中，一般和机器、电器相关的时候，蒸馏水的作用主要是它不导电，保证机器运行稳定，延长电器使用寿命。

2.在医药行业 ，蒸馏水的作用是因为低渗作用。用蒸馏水冲洗手术伤口，使创面可能残留的肿瘤细胞吸水膨胀，破裂，坏死，失去活性，避免肿瘤在创面种植生长。

3.学校里的化学实验，有些需要用蒸馏水，利用的就是蒸馏水无电解质，没有游离离子，或是没有杂质。你需要具体问题具体分析，看看是利用它不导电的性质，还是低渗作用，还是没有其他离子，不会发生化学反应的作用。

各种水比较

1. 蒸馏水：就是将水蒸馏、冷凝的水，蒸二次的叫重蒸水，三次的叫三蒸水。有时候为了特殊目的，在蒸前会加入适当试剂，如为了无氨水，会在水中加酸;低耗氧量的水，加入高锰酸钾与酸等。工业蒸馏水是采用蒸馏水方法取得的纯水，一般普通蒸馏取得的水纯度不高，经过多级蒸馏水，出水才可达到很纯，成本相对比较高。

2. 去离子水：就是将水通过阳离子交换树脂(常用的为苯乙烯型强酸性阳离子交换树脂)，则水中的阳离子被树脂所吸收，树脂上的阳离子H+被置换到水中，并和水中的阳离子组成相应的无机酸;含此种无机酸的水再通过阴离子交换树脂(常用的为苯乙烯型强碱性阴离子)OH-被置换到水中，并和水中的H+结合成水，此即去离子水。去离子水在现代工业中有着非常广泛的用途，使用去离子水，是我国很多行业提高产品质量的，赶超世界先进水平的重要手段之一。由于去离子水中的离子数可以被人为的控制，从而，使它的电阻率、溶解度、腐蚀性、病毒细菌等物理、化学及病理等指标均得到良好的控制。在工业生产及实验室的实验中，如果涉及到使用水的工艺都被使用了去离子水，那么，许多参数会更接近设计或理想数据，产品质量将变得易于控制。

3. 高纯水：就是指化学纯度极高的水，其主要应用在生物、化学化工、冶金、宇航、电力等领域，但其对水质纯度要求相当高，所以一般应用最普遍的还是电子工业。例如电力系统所用的纯水，要求各杂质含量低达到“微克/升”级。在纯水的制作中，水质标准所规定的各项指标应该根据电子(微电子)元器件(或材料)的生产工艺而定(如普遍认为造成电路性能破坏的颗粒物质的尺寸为其线宽的1/5-1/10)，但由于微电子技术的复杂性和影响产品质量的因素繁多，至今尚无一份由工艺试验得到的适用于某种电路生产的完整的水质标准。不过近年来电子级水标准也在不断地修订，而且高纯水分析领域的许多突破和发展，新的仪器和新分析方法的不断应用都为制水工艺的发展创造了条件。高纯水的国家标准为：GB1146.1-89至GB1146.11-89[168]，我国高纯水的标准将电子级水分为五个级别：Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级，该标准是参照ASTM电子级标准而制定的。4. 超纯水则可以认为是一般工艺很难达到的程度，如水的电阻率大于18MΩ*cm(没有明显界线)，则称为超纯水。关键是看你用水的纯度及各项征性指标，如电导率或电阻率，PH值，钠，重金属，二氧化硅，溶解有机物，微粒子，以及微生物指标等。

4. 超纯水：则可以认为是一般工艺很难达到的程度，如水的电阻率大于18MΩ*cm(没有明显界线)，则称为超纯水。关键是看你用水的纯度及各项征性指标，如电导率或电阻率，PH值，钠，重金属，二氧化硅，溶解有机物，微粒子，以及微生物指标等。