目前比較通用的純水標準包括ISO 3696-1995、ASTM D1193-2011、GB6682-2008、GB/T33087-2016、GB/T11446-2013。這些標準除了對Na+、Cl-  離子的含量有明確規定外，還規定了硅含量的要求。不同純水級別對硅含量的要求見表1。

表1 不同純水級別對硅含量的要求

 

為什么要檢測超純水中硅的含量？

1、硅無處不在
 

    硅在自然界分布很廣，以石英砂和硅酸鹽的形成存在，在地殼中的原子百分含量為16.7%，是除氧元素以外第二豐富的物質。土壤、黏土和砂子是天然硅酸鹽巖石風化后的產物，可以說，硅無處不在。

 

   自然界的水中不可避免地會溶解部分硅酸鹽，無機硅是水中最復雜的無機物之一，而且難以去除，所以純水或超純水中或多或少都有一定量的硅雜質存在。

2、應用需求高

    在電子工業用水和進行痕量分析實驗用水都要求將超純水的硅含量降到最低。

    * 在半導體/FPD工藝中,超純水中硅的濃度會給產品精度、成品率和原材料利用率帶來很大影響。

    * 在進行痕量分析中，硅作為一種弱電離離子，其含量的變化對純水電阻率的影響甚小，不容易被發覺，如果使用這種含硅的水作為空白對照，必然無法得到準確的分析結果。

3、硅是評價水機純化性能的重要指標
 

    （1）硅是評價離子交換樹脂吸附效果的重要依據

  硅酸是一種非常弱的酸，pKa為9.5，在水中不易電離，而且離子交換樹脂與硅的交換效率極易飽和，屬于比較難去除的物質。如果純化填料的質量差、配比不合理，導致其吸附效果差，是很難保證水中硅離子的去除效果的。某種程度上講，硅是體現純水機純化柱質量好壞的標準之一。

    另外有數據表明，在純水耗材使用接近末期時，硅是最先穿透離子交換柱進入產水的離子，就是所謂的“硅穿透現象”。在純化柱將被耗盡的最后時刻，在電阻率急劇下降前，大量的硅會在短時間內溶出到產水中。 而且，溶解硅的含量還會影響硼穿透離子交換樹脂[1]。所以監測純水中硅含量的變化至關重要。 

    （2）硅是水機純化能力的重要評價指標

  

    雜質硅除了對離子交換樹脂的去除能力是一種挑戰外，對其他的純化條件的反應也不盡相同。現有純水設備使用的純化技術中， RO對硅的去除率可以達到80%，EDI對硅的去除率則高達99%[2]。用帶有EDI模塊的純水機更適合為硅含量敏感的實驗供水。對硅含量要求嚴格的用戶在選購水機時要關注純水儀對硅雜質去除的能力和效果。

    檢測純水的硅含量可以作為評價水機整體純化性能的指標之一，一臺流路設計合理、純化模塊配置科學、純化柱填料配方考究的純水儀，其產水中的硅含量才能合乎標準。 

    權威機構的驗證是衡量產品質量的重要依據，上海樂楓Genie 系列高端智能純水系統的水質參數都通過了計量檢測中心的檢測,包括GB6682-2008、GB/ T 33087-2016和ASTM D1193-2006（2011）等標準要求。

[1] Malhotra, S.; Chan, O.; Chu, T.; Fuckso, A.; “Correlation of Boron Breakthrough Versus Resistivity and Dissolved Silica in RO/DI System”, Ultrapure Water May/June 1996 pp 22-25. (1996)

[2] 聞瑞梅, 鄧守權, 張亞峰, et al. 半導體工藝用高純水中硅、硼的去除[J]. 電子學報, 2005, 33(2):197-199.