超纯水如何除硼，除硼树脂技术分析

硼在超纯水中对晶圆厂的产品良品率的影响，那超纯水深度除硼的方式有哪些呢，在现今新型的微电子、太阳能等行业中，对超纯水的要求越来越高，对超纯水设备中PPb的硼和硅要求达到PPb级。但硼和硅属于弱电离元素，在水中不易电离，不能通过水纯化技术有效地除去，所以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。

随着硼工业的发展及人们对水中硼污染问题的重视，水中硼的去除越来越引起人们的广泛关注。硼的去除方法有很多种，目前，采用离子交换提硼法是能满足深度除硼要求的最佳方法，该方法主要用于低浓度硼溶液的除硼，需结合其他除硼方法进行整体净化除硼。

水体中硼的性质

环境中不存在元素态的硼，主要以硼酸[B(OH)3或H3BO3]、硼酸盐和硼硅酸盐的形式存在。其中，硼酸极易溶解于水，25℃时其溶解度为55g/L，在水中呈弱酸性，其解离方程为：

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　因其pKA在25℃时为9.2.当pH>9.2时，主要以硼酸根(H2BO3-)离子形式存在;当pH<9.2时，以电中性的硼酸[B(OH)3]为主导。而硼酸的实际pKA易受溶液离子强度影响，当强电解质存在时，更倾向于以硼酸盐形式存在。

除硼离子交换树脂

　　离子交换树脂都是用有机合成方法制成，通过在具有三维空间立体网络结构的骨架上导入不同类型的功能活性基团而制成。树脂具有与硼能够生成络合物的功能基团多羟基胺(Polyhydroxy amine)，骨架为一种苯乙烯和二乙烯苯交联的树脂，多羟基能够与硼络合，达到选择性吸附硼的目的。树脂具有吸附速度高和吸附能力强等特点，可降低整体使用成本、综合经济效益尤为显著，尤其适合作低浓度环境下硼元素的高速吸附材料。

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树脂除硼原理

　　离子交换法的机理是利用离子交换树脂上的功能基团与目标离子发生交换反应，从而达到分离浓缩的目的。离子交换树脂这种化学结构在官能团中具有多羟基部分与硼之间生成络合阴离子，其胺基部分作为阴离子交换基捕捉生成的络合阴离子，从而选择吸附硼离子。树脂不受大量共存盐类的影响，其反应对pH值很敏感，络合离子只有在中性或碱性溶液里才能生成，在酸性溶液里络合离子分解。

                       

 

树脂除硼效果主要影响因素

离子交换树脂的除硼效果主要受水中其他离子、树脂粒径等因素的影响。

　　1、钠和氯离子的存在不会对树脂的硼吸附性能产生太大的影响，Na2SO4和CaCl2的存在会影响树脂的硼吸附性能。

　　2、粒径的减小可提供更大的吸附表面积，减少树脂的用量。由于颗粒越小，硼酸的扩散速度越快，因此颗粒越小除硼率越高。

　树脂除硼技术应用及再生处理

　　1、硼的联合分离法

　　先用其他方法(如吸附法)作为前置处理，以去除溶液中大部分硼，再用离子交换法去除剩余的少量硼，此方法降低了树脂的工作量及成本，同时利用离子交换分离硼的高效性，有利于大规模工业化硼的分离。硼的联合分离法是其他单个分离方法所具备优点的集合。

　　2、再生处理

　　吸附饱和后的树脂须经过再生才能再次使用，通常是将其用硫酸或盐酸洗脱，经蒸馏水洗涤后，用氢氧化钠 进行再生，后再经蒸馏水洗涤即完成再生过程。

　　再生原理：

                            

            

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　　转型原理：