Застосування та принцип роботи бардачка в хімічних експериментах

Ця стаття надає детальний опис важливої ​​ролі, базової структури, принципу роботи та прикладів застосування бардачки в різних сценаріях хімічних експериментів. Мета полягає в тому, щоб допомогти читачам зрозуміти значення бардачків для забезпечення експериментального середовища, підвищення рівня успіху експерименту та безпеки.

У сфері хімічних експериментів багато експериментів необхідно проводити в певних атмосферних умовах, щоб уникнути забруднення або впливу зовнішніх факторів, таких як волога, кисень, пил тощо, на експериментальні зразки. Будучи важливим експериментальним обладнанням, бардачки можуть забезпечити контрольований та ізольований експериментальний простір, який застосовується в багатьох напрямках хімічних досліджень, таких як органічний синтез, підготовка матеріалів, розробка батарей тощо.

Бардачок в основному складається з таких компонентів, як корпус ящика, робочий порт для рукавичок, перехідний відсік і циркуляційна система очищення.

Корпус бардачка зазвичай виготовляється з металевого матеріалу, такого як нержавіюча сталь, яка має хорошу герметичність і міцність. Розмір його внутрішнього простору можна спроектувати відповідно до різних експериментальних вимог.

The робочий порт для рукавичок розташований на передній частині ящика для рукавичок і оснащений спеціальними гумовими рукавичками, наприклад рукавичками з бутилкаучуку. Рукавички з'єднані з робочим портом через ущільнювальне кільце, щоб забезпечити герметичність між рукавичками та бардачком під час роботи. Експериментатори можуть виконувати різні експериментальні операції, такі як перенесення зразка та конструювання реакційного пристрою всередині бардачка в рукавичках.

Перехідний відсік - це канал, який з'єднує зовнішнє середовище з внутрішнім приміщенням бардачка. Це конструкція подвійних дверей, яку можна використовувати для переміщення експериментального обладнання, зразків тощо в бардачок або з нього без шкоди для внутрішнього середовища.

Циркуляційна система очищення є одним з основних компонентів бардачка. В основному складається з вакуумний насос , циркуляційний вентилятор, матеріали для очищення тощо. Вакуумний насос використовується для видалення газу та забруднень із бардачка, тоді як циркуляційний вентилятор забезпечує циркуляцію газу всередині боксу. Матеріали для очищення, такі як молекулярні сита та активоване вугілля, можуть адсорбувати такі домішки, як волога, кисень і органічні розчинники, таким чином підтримуючи низький вміст кисню всередині бардачка. Загалом, вміст води та кисню в бардачку можна контролювати на надзвичайно низьких рівнях, наприклад вміст вологи та кисню нижче 1 ppm.

Принцип роботи бардачка заснований на принципах газовитіснення і очищення циркуляції.

Після запуску циркуляційної системи очищення газ всередині бардачка безперервно циркулює під дією циркуляційного вентилятора. Коли газ проходить через очисний матеріал, домішки, такі як волога та кисень, адсорбуються, тим самим постійно покращуючи чистоту газу всередині бардачка. Циркуляційна система очищення автоматично регулює свій робочий стан на основі даних виявлення датчика кисню у воді в бардачку. Коли вміст кисню у воді перевищує встановлене значення, це збільшить силу очищення, наприклад збільшить об’єм циркулюючого повітря, щоб гарантувати, що бардачок завжди знаходиться в середовищі з низьким вмістом кисню у воді.

Під час експериментальної роботи часте використання рукавичок може спричинити зміни тиску всередині бардачка або хімічні реакції всередині бардачка можуть споживати або виробляти гази. Система контролю тиску в бардачку автоматично регулюватиметься, додаючи інертний газ або видаляючи надлишок газу, щоб підтримувати стабільний тиск усередині бардачка, забезпечуючи, щоб вміст води та кисню не змінювався суттєво.

У синтезі металоорганічних сполук багато металоорганічних реагентів надзвичайно чутливі до повітря та вологи, наприклад реактиви Гріньяра. Бардачок можна використовувати для зважування, змішування та реакції матеріалів у безводному та анаеробному середовищі. Експериментатори можуть точно змішувати галогеніди металів з органічними магнієвими реагентами в бардачку, уникаючи їх реакції з вологою та киснем у повітрі, тим самим підвищуючи вихід і селективність реакції.

Підготовка електродного матеріалу та процес складання літієвих металевих батарей мають високі екологічні вимоги. У бардачку можна обробляти та збирати літієві листи, матеріали позитивних електродів (такі як літій-кобальт-оксид, літій-залізо-фосфат тощо), електроліти тощо в сухому безкисневому середовищі. Якщо електродні матеріали або електроліти контактують із вологою чи киснем, це може призвести до зниження продуктивності батареї, наприклад до зниження ємності та скорочення терміну служби. Використання бардачкових ящиків може ефективно підвищити якість підготовки металевих літієвих батарей і точність дослідження продуктивності.