化学加工

       去离子水，常简称DI水（deionized water），是一种清除了钠，钙，铁，铜，氯化物和溴化物等矿物离子（盐）的纯净水形式。国际标准化组织ISO/TC 147规定的“去离子”的定义为：“去离子水完全或不完全的去除离子物质。”

      水作为一种万能的溶剂，会溶解很多阴阳杂质离子如Na⁺，K⁺，Mg²⁺，Cl^-，SO₄^2-等。这些溶解在水中看不见摸不着的阴阳离子不仅能使水导电，还极易与其他物质反应从而严重影响实验和生产结果。所以，科研或工业用水必须去除离子等杂质，也就是使用上面提到的去离子水。

（注：电导率的单位一般为S/m，其定义为截面积为1m²，长度为1m的导体的电导。但由于在化学水处理中，S/m这个单位太大，所以常用μs/cm作为其单位，该单位是S/m的10^-4）

水中含有的杂质离子数量的多少可以通过水的电导率来表示。根据电导率等级，可将去离子水分为以下几类：一般级别的去离子水的电导率为200-10μs/cm，食品级的为1-10μs/cm，工业级为0.1-0.9μs/cm，而电子级则一般小于0.07μs/cm。

由以上这些分类可以看出，去离子水的应用大多涉及科研和工业生产，如：作为微生物实验中的媒介、汽车中铅酸电池的补充水、药物及化妆品的添加剂，或用于实验室制备溶液、工业生产集成电路、海水净化、钢铁清洗用水等，可以说我们的生活已经离不开去离子水了。

去离子水可以大批量生产

工业生产中，常将上述方法称为蒸馏法，但要想大量生产去离子水，光靠收集水蒸气这种方式是不够的。所以，人们想出了很多方法来制造大量且低成本的去离子水。目前常用的工艺方法有：反渗透、电渗析、离子交换树脂法以及多种方式结合的方法。但一般而言，不管采用何种方法生产去离子水，离子交换柱都是非常重要的一个环节。

经过粗过滤、活性炭过滤处理的原水，其大部分有机物、微生物等杂质已经得到了一定程度的净化，但水中的Ca⁺、Mg²⁺、CO₃^2-以及溶解的某些气体可不受过滤工艺影响，所以此时水中仍含有大量的正负离子。接下来，可以利用电渗析技术，将水通过带有正负电极和阴阳离子交换膜的电渗析器，可以将水中的正负离子置换出来，从而使流出来的水的离子浓度大大降低，减轻了后续工艺中离子交换树脂的负担。

离子交换树脂是一种网状结构的有机高分子聚合物，颜色常为白色、黄色及褐色等，主要由作为载体的离子基团和可交换的活性基团组成。根据这些活性基团含酸性基或是碱性基，我们可以将离子交换树脂分为阳离子交换树脂和阴离子交换树脂。

阳离子交换树脂可以吸收水中的阳离子（如Na⁺，K⁺，Mg²⁺，Ca²⁺等），即树脂上的H⁺被置换到水中并与水中的阳离子生成相应的无机酸：

同样，阴离子交换树脂上的OH^-离子可以电离被置换到水中，表现为水中的阴离子杂质（如Cl^-，SO₄^2-，CO₃^2-等）被树脂吸收：

将阴阳离子交换柱串联在一起配合使用，经过其净化后的水，原本含有的阴阳离子杂质分别被H⁺和OH^-离子取代，二者中和即可生成去离子水：

在生产过程中，为了使用方便，一般会把离子交换树脂装进圆柱状容器中，谓之离子交换柱。水从交换柱上部流入，通过树脂完成离子交换后由下部流出。一个阳离子交换柱加一个阴离子交换柱串联后为一级，而串联的级数越多，显然去除杂质的效果就越好。

但是，从离子交换法原理可知，这种方法只能对水中带有电荷的电解质杂质起到很好的净化作用，而对于其他不带电荷的有机杂质、细菌、病毒等，就必须要求助其他方法。我们可以用紫外光照射方法使水中的细菌不能存活，达到杀菌的目的。然后，用微孔过滤器将水中0.5μm以上尺寸的各种颗粒过滤掉。至此，我们就可以获得一般洁净度的去离子水啦~

去离子水也可以现产现用

以上制备方式常用来大批量工业化生产去离子水，如果我们不需要如此大量的去离子水呢？有办法。现在专业制备去离子水的小型设备（又名“纯水机”）已经很常见了，当你需要水时候，按下开关，就有杂质含量达标的去离子水供你使用。

    这种小型设备制备去离子水的原理与大批量生产线相似，按颗粒度由大到小去除杂质。通常针对不同的行业或不同的产品对水质的要求不同，去离子水设备涉及的工艺流程也不尽相同。

一般而言，去离子水设备常采用先进的反渗透、混床等制备系统，将离子交换树脂充夹在阴/阳离子交换膜之间形成EDI单元，各EDI单元之间用网状物隔开形成浓水室，并在其两端设置阴/阳电极。而后在直流电的推动下，淡水室水中的阴阳离子分别穿过阴阳离子交换膜进入到浓水室，并被浓水室的水带出系统。通过这种方法，去离子设备可以有效地过滤水中的杂质、病菌、颗粒物等，制备出满足各工业用水标准的去离子水，并广泛用于饮用、科研、电子、制药、航空等各行各业，已经成为必不可少的产品系列。

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