陽床（陽離子交換床）：陽床內(nèi)裝填強酸性陽離子交換樹脂，其活性基團上的可交換離子為氫離子（H?） 。當含有各種陽離子（如 Ca2?、Mg2?、Na?等）的原水通過陽床時，陽離子與樹脂上的氫離子發(fā)生交換反應(yīng)。例如，水中的鈣離子（Ca2?）與樹脂上的兩個氫離子進行交換，反應(yīng)式為：Ca2? + 2RH（樹脂）→ R?Ca + 2H?，從而將水中的陽離子去除，使出水呈酸性。

陰床（陰離子交換床）：陰床裝填強堿性陰離子交換樹脂，活性基團上的可交換離子為氫氧根離子（OH?）。當經(jīng)過陽床處理后的水進入陰床，水中的陰離子（如 Cl?、SO?2?、HCO??等）與樹脂上的氫氧根離子發(fā)生交換。以氯離子（Cl?）為例，反應(yīng)式為：Cl? + ROH（樹脂）→ RCl + OH? ，去除水中的陰離子，使出水呈堿性。

混床（混合離子交換床）：混床將強酸性陽離子交換樹脂和強堿性陰離子交換樹脂按一定比例均勻混合裝填在同一個交換器內(nèi)。當水通過混床時，水中的陽離子與陽離子交換樹脂上的氫離子交換，陰離子與陰離子交換樹脂上的氫氧根離子交換，并且交換產(chǎn)生的氫離子和氫氧根離子結(jié)合生成水。這一過程相當于無數(shù)個陽床和陰床串聯(lián)在一起同時工作，能更深度地去除水中的離子雜質(zhì)，使出水水質(zhì)達到極高的純度，近乎中性。

陽床和陰床：結(jié)構(gòu)相對簡單，為單一類型樹脂裝填。陽床裝填陽離子交換樹脂，陰床裝填陰離子交換樹脂，樹脂在交換器內(nèi)呈分層分布，便于進行離子交換和再生操作。

混床：結(jié)構(gòu)較為特殊，需要將陰陽兩種樹脂均勻混合裝填在同一交換器內(nèi)。為了保證混合效果，在設(shè)備設(shè)計上需要考慮樹脂的混合、分離以及再生時的酸堿分配等問題，通常會配備專門的攪拌裝置或反洗裝置來實現(xiàn)樹脂的混合與分離。

出水水質(zhì)：陽床出水呈酸性，因為去除陽離子的同時釋放了氫離子；陰床出水呈堿性，是由于去除陰離子時釋放了氫氧根離子；混床出水近乎中性，其能同時去除陰陽離子，將水中的離子含量降低到極低水平，水質(zhì)純度遠高于陽床和陰床單獨處理后的水質(zhì)。

交換容量：陽床和陰床的交換容量相對較低，因為它們各自只針對陽離子或陰離子進行交換。混床的交換容量相對較高，由于陰陽樹脂同時工作，對水中各種離子的去除能力更強，能夠在單位時間內(nèi)處理更多離子雜質(zhì)。

陽床再生：需要使用強酸（如鹽酸、硫酸）進行再生。再生時，將酸液通過陽床，使樹脂上吸附的陽離子被氫離子置換下來，恢復(fù)樹脂的交換能力。

陰床再生：采用強堿（如氫氧化鈉）進行再生。堿液通過陰床，將樹脂上吸附的陰離子被氫氧根離子置換，實現(xiàn)樹脂的再生。

混床再生：較為復(fù)雜，首先需要通過反洗將陰陽樹脂分離，利用陰陽樹脂的密度差異，使陽離子交換樹脂下沉，陰離子交換樹脂上浮，實現(xiàn)分層。然后分別對陰陽樹脂進行酸堿再生，再生后再將它們混合均勻，恢復(fù)混床的工作能力。

陽床的應(yīng)用：在半導(dǎo)體生產(chǎn)用水的制備過程中，陽床首先對經(jīng)過預(yù)處理和反滲透的水進行陽離子去除。它能有效去除水中的鈣、鎂離子，防止這些離子在后續(xù)工藝中與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，形成不溶性沉淀，影響芯片表面的平整度和電路的穩(wěn)定性。同時，去除鈉離子等對半導(dǎo)體材料電學(xué)性能有潛在影響的陽離子，保障半導(dǎo)體器件的性能不受干擾。

陰床的應(yīng)用：陰床緊接陽床之后工作，去除水中的陰離子。氯離子、硫酸根離子等陰離子若殘留在超純水中，會腐蝕半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備，并且可能導(dǎo)致芯片的短路等問題。陰床通過離子交換，將這些有害陰離子去除，確保進入后續(xù)工藝的水質(zhì)符合半導(dǎo)體生產(chǎn)的嚴格要求。

混床的應(yīng)用：混床在半導(dǎo)體行業(yè)超純水制備中處于核心地位。它對經(jīng)過陽床和陰床處理后的水進行深度除鹽，進一步降低水中的離子含量，使水質(zhì)達到半導(dǎo)體生產(chǎn)所需的極高純度標準。在芯片光刻、蝕刻等精密工藝中，需要電阻率極高、離子含量極低的超純水，混床能夠滿足這一需求，保證芯片制造過程的精度和可靠性，提高芯片的良品率。