超純水中硼和硅異常,可能是因為……
話接上回,我們說到超純水在半導體分析檢測環(huán)節(jié)的應用,尤其是水中痕量離子水平為提供準確的痕量分析結果起到了至關重要的作用。
為什么產(chǎn)水中的硼/硅含量>進水中硼/硅
在使用超純水進行半導體材料分析檢測時,除了金屬元素雜質(zhì)之外,許多老師通常還會非常關注超純水中硼和硅的含量,有時會發(fā)現(xiàn)通過超純水機產(chǎn)出的超純水的硼和硅甚至高于前端進水。當超純水中的硼和硅濃度超出預期時,會影響實驗的多個步驟(空白、配標液、器皿清洗等),導致實驗結果不可信。
那么問題來了,經(jīng)過了精純化柱后為什么反而硼和硅的含量更高了呢?
?離子交換樹脂接近耗盡時,硼和硅是最先穿透重新釋放到超純水中,且不易發(fā)現(xiàn)。
1、對于標準純化柱,在電阻率急劇下降之前,就出現(xiàn)了硼穿透現(xiàn)象。當純化柱壽命即將耗盡時,在較短的時間里大量的硼釋放到純水中。此時,硼的最大濃度高于其在進水中的濃度;
在這種條件下,即使產(chǎn)水電阻率是可以接受的,但是水中硼的濃度還是很高,且不易被發(fā)現(xiàn)。

2、同樣,耗材經(jīng)過大量過水后,會發(fā)生離子、TOC和硅的突變。當超純水中的硅發(fā)生突變后,電阻率會稍微的降低,同時,TOC的數(shù)值也會升高。
在超純水中,硅的突破點要比電阻率的下降點提前150L水(測試數(shù)據(jù)),進水電導率升高,會把突破點提前。

3、此外,早期發(fā)生硼釋放是因為混床離子交換樹脂的低效率。硼酸可被陰離子樹脂去除。然而,以硼酸為主要存在形式的硼元素不能被很好的除去。 (第一電離常數(shù)為7.3×10-10 )。
水中其它離子對硼酸鹽的再交換作用 - 硼被離子交換樹脂捕獲,但當另外一種陰離子濃度更高的情況下或當另外一種陰離子接近的時候,硼又被置換出來。
專用除硼柱,確保所捕獲的“硼”不會隨電阻率下降而穿透。
選擇特殊的除硼柱,特殊的硼處理柱可捕獲硼的官能團并固定在樹脂。這種官能團的結構對硼的吸附具有專屬性,相比其他離子更具競爭力。即使在電阻率下降的條件下,也并未展示穿透現(xiàn)象。


Q博士的建議:
1. 定期更換純化組件,以避免硼和硅提前釋放到水中
2. 使用專門除硼柱,可更好捕獲硼的官能團并固定在樹脂
3. 帶有EDI模塊的水純化系統(tǒng)對去除硼至關重要,去除率可達98%



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