[VIP第1年] 指数:3
1. TOC（总有机碳）的定义与重要性.TOC 是指水中所有有机碳化合物的总量，包括溶解的、悬浮的有机物质中的碳。在纯水系统中，TOC 是一个关键的水质指标。对于许多精密的实验和工业生产过程，如制药、半导体制造、高纯度化学分析等，低 TOC 含量的纯水是必不可少的。因为水中的有机碳化合物可能会干扰实验结果，例如在色谱分析中产生额外的峰，或者在半导体制造过程中导致芯片表面缺陷。2. TOC 的测量方法,燃烧氧化 - 非色散红外吸收法（NDIR）,原理：将水样注入高温燃烧炉（通常温度在 680 - 950℃之间），水中的有机碳在高温和催化剂（如铂、二氧化钴等）的作用下被完全氧化为二氧化碳。然后，通过非色散红外吸收分析仪来检测生成的二氧化碳的量，从而根据碳的守恒定律计算出水中 TOC 的含量。因为二氧化碳在特定波长（一般为 4.26μm 左右）的红外光区域有强烈的吸收，通过检测红外光的吸收程度就能确定二氧化碳的量。操作要点：在测量前，需要对仪器进行校准，通常使用已知 TOC 浓度的标准溶液（如邻苯二甲酸氢钾溶液）来校准仪器的灵敏度和准确性。水样的注入量要准确控制，因为这会直接影响测量结果。同时，要确保燃烧炉的温度和催化剂的活性处于良好状态，以保证有机碳的完全氧化。去离子水在电子器件封装中，可防止离子迁移导致的故障。浙江半导体去离子水
活性炭过滤器 活性炭过滤器可以有效降低水中 TOC 含量。一般情况下，它能够去除水中 30% - 70% 的有机碳化合物。对于一些相对分子质量较大、具有较强吸附性的有机物质，去除效果更为明显。例如，对于水中的腐殖酸等天然有机物，活性炭的去除率可能会达到 50% - 70%。但对于一些小分子、极性较强的有机物质，如甲醇、乙醇等，活性炭的吸附效果可能会相对较差，去除率可能只有 30% 左右。 超滤过滤器 超滤过滤器主要是截留大分子有机物，对于 TOC 的降低程度取决于超滤膜的截留分子量和水中有机物质的分子大小分布。一般而言，超滤可以去除水中 60% - 90% 的大分子有机碳化合物（分子量大于超滤膜截留分子量）。如果水中主要是分子量较大的胶体、蛋白质等有机物质，超滤后的 TOC 含量可能会降低 70% - 90%。然而，对于分子量小于超滤膜截留分子量的有机小分子，超滤几乎没有去除作用，所以整体 TOC 降低程度有限。安徽试验去离子水离子交换树脂的分层现象会影响去离子水的离子去除效果。
高温法 原理：基于热源物质的耐热性特点，通过高温加热使热源物质的结构发生改变或分解，从而失去致热活性。一般情况下，需要在较高的温度和较长的时间条件下才能有效破坏热源. 操作要点：对于液体水，通常采用高温蒸汽灭菌等方式，但要注意在加热过程中防止水的大量蒸发和容器的耐压问题。对于固体物质或设备表面的热源去除，可以采用干热灭菌等方法，但要确保加热温度和时间能够达到彻底破坏热源的要求。 酸碱处理法 原理：利用强酸或强碱溶液与热源物质发生化学反应，改变其化学结构和性质，使其失去致热活性。例如，强碱可以使热源物质中的脂多糖等成分发生水解反应. 操作要点：在使用酸碱处理时，要严格控制酸碱的浓度、处理时间和温度等参数。处理后，需要对水进行中和处理，使其达到合适的 pH 值范围，并且要经过充分的清洗或后续处理，以去除残留的酸碱物质和反应产物。
化学氧化 - 滴定法 原理：通过化学氧化剂（如重铬酸钾、高锰酸钾等）将水中的有机碳氧化为二氧化碳。然后可以采用滴定的方法来测定生成的二氧化碳或者剩余的氧化剂的量，从而间接计算 TOC。例如，用过量的重铬酸钾氧化水样中的有机碳后，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定剩余的重铬酸钾，根据消耗的重铬酸钾的量来计算 TOC。 操作要点：化学氧化过程中，要准确控制氧化剂的用量、反应时间和温度等条件。滴定操作要严格按照化学分析的标准程序进行，确保滴定终点的准确判断，以获得可靠的测量结果。 TOC 的来源与控制 来源：纯水系统中的 TOC 来源。原水本身可能含有天然有机物，如腐殖酸、富营养化水体中的藻类分泌物等。在纯水的制备过程中，管道系统、储存容器等也可能会引入有机碳。例如，一些塑料管道可能会渗出有机添加剂，储存容器的密封材料可能会释放有机物。 控制方法：对于原水的处理，可以采用活性炭吸附、超滤等方法去除水中的天然有机物。在纯水系统的设计和建设中，尽量选择低有机物渗出的管道材料（如聚偏氟乙烯，PVDF）和储存容器。定期对纯水系统进行维护和清洗，例如清洗管道、更换老化的密封材料等，也有助于控制 TOC 的含量。去离子水在食品加工的饮料调配中，可优化饮料口感与色泽。
动态浊度法原理：内素与鲎试剂反应会一系列酶反应，终导致反应体系中产生凝固蛋白，使溶液的浊度增加。通过检测溶液浊度随时间的变化，可以定量地测定内素的含量。浊度的增加与内素的浓度在一定范围内呈线性关系。 操作步骤： 同样需要先将鲎试剂复溶，按照试剂的要求使用无热原的水进行操作。 把纯水样品和复溶后的鲎试剂加入到专门的检测仪器（如动态浊度法检测仪）的反应池中。 仪器会自动在恒温条件下（通常为 37℃）检测反应体系的浊度变化，并且根据预先设定的标准曲线来计算内素的含量。 适用范围和局限性：动态浊度法是一种定量检测方法，具有较高的灵敏度，一般可以达到 0.005 - 0.01EU/mL。它能够快速、准确地测量内素含量，并且结果较为客观，不受人为因素的影响。但是，这种方法需要专门的检测仪器，设备成本相对较高，而且对于样品的澄清度有一定要求，浑浊的样品可能会干扰浊度的检测去离子水在众多领域的广泛应用，源于其高纯度与稳定性。安徽试验去离子水
离子交换树脂的反洗操作可去除树脂中的杂质与污染物。浙江半导体去离子水
去离子水的电阻率，去离子水是通过离子交换树脂去除水中离子而制备的。去离子水的电阻率要比蒸馏水高得多，一般可以达到 10^6 - 10^8Ω・m 甚至更高。因为离子交换树脂能够有效地去除水中的各种阳离子和阴离子，使得水中离子浓度大幅降低，导电能力极弱，所以其电阻率较高。在一些对水质要求极高的场合，如超大规模集成电路制造，使用的去离子水电阻率要求更高，这是为了确保生产过程中不会因为水中的离子而对芯片等电子元件造成损害。从口感上来说，去离子水相对比较 “寡淡”。因为水中没有了矿物质离子带来的味道，人们长期饮用可能会觉得这种水的味道难以接受。而且，人们长期习惯饮用含有一定矿物质的水，身体也适应了这种水源。突然长期饮用去离子水可能会引起身体和味觉的不适应。浙江半导体去离子水
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