水是人类生命源泉,生物体重要组成部分;在工业中作为溶剂、反应介质或试剂(如pH调节液、烷烃蒸汽重整、蒸汽裂解、丙烯酸合成等);农业灌溉、都市生活、观光(喷泉景观)、沙漠灌溉等均需使用;可通过电解水制备过氧化氢(高效阳极催化剂如BiVO4)
农业灌溉;工业(轻工业、重工业、机械工程、土木工程、高科技产业、能源产业、化学工业);都市生活用水;观光用水;沙漠灌溉
路线1:蒸馏法
- 基础步骤:将自来水直接蒸馏获得蒸馏水;重要实验用二次/三次蒸馏水(石英装置中进行),收集于耐高温玻璃、石英或聚乙烯瓶中。
- 特殊纯化步骤:每升水加0.05g KMnO4除有机杂质及NH₄⁺、Cl⁻;半小时后加0.5~1g钾明矾,再过半小时加0.66g Na₂HPO₄;静置半小时后过滤,滤液煮沸10min后蒸馏,弃去馏出物开头和最后各10%。
- 蒸馏器皿:玻璃、石英蒸馏器;金属材质(铜、不锈钢、白金)蒸馏器。
- 蒸馏次数:一次、二次、多次蒸馏法。
路线2:离子交换法
- 制备方式:
A. 复床式:阳床—阴床—阳床—阴床—混合床串联,便于树脂再生。
B. 混床式:2-5级串联,去离子效果好但再生不便。
- 性能:可获得十几MΩ的去离子水,但需注意树脂预处理(去除低聚物、单体、添加剂等)以避免TOC/COD升高。
路线3:电渗析法
- 原理:外加直流电场下,阴阳离子交换膜选择性允许离子透过,实现部分水纯化、部分水浓缩。
- 应用:常作为离子交换法前处理,产出水电阻率可达1.03MΩ·cm(25°C),满足部分工业用水需求。
路线4:反渗透法
- 原理:利用反渗透膜(醋酸纤维素膜、聚酰胺膜、聚砜膜等,孔径0.0001-0.001μm)去除杂质。
- 条件:依赖压力差(10-100大气压),进出水比例约10:6或10:7,杂质去除率95-99.7%。
- 性能:产出水电阻率较原水提升近10倍,可获得市场饮用纯净水(电阻率14KΩ·cm)。