手套箱是做什么的呢？

簡而言之，手套箱提供了一個無水無氧的惰性氣體氛圍，一些在空氣中難以開展的科學實驗都可在手套箱內進行。

千萬別小看它，人類近幾年的科技發展進步都離不開它的貢獻。舉個例子，近幾年發展火熱的新能源汽車，其核心部件鋰電池就需要在惰性氣體氛圍下進行研究生產，國內BYD等大廠車間，正整齊地排列著一個個手套箱。

1976年，兩位年輕的工程師 Mr. Hellmut F?lster 和 Mr. Gerhard Hinrichs 成功研制出世界上第一臺以“手套箱箱體+過渡艙+手套+惰性氣體凈化系統“為基本結構的手套箱， 并成立MBRAUN公司。時至今日，市面上的主流手套箱依然是這種結構。

接下來我們來了解一下MBRAUN手套箱是如何工作的。

01密封

為了防止氧氣和水分進入箱體內，手套箱需要建立一個密封的系統。對于一個帶有2只手套的MBRAUN手套箱，氧氣會以大約 3ppm/h速度進入系統，其中60%是由于手套的滲透性造成的。因此，手套箱上的手套越多，泄漏率就越高。

02 閉路循環凈化

為了使氧氣和水分的純度低于1ppm，有兩種技術方案可供選擇：用高純惰性氣體清洗系統（通常需要5個9的高純惰性氣體）或通過氣體凈化器進行閉路循環凈化。

通過氣體清洗達到ppm水平，需要每小時進行大約10-12次的體積交換。這意味著對于一個標準的單工位手套箱來說，需要10立方米/小時的體積交換速度才能達到并保持較低的氧氣和水分水平（注：一個標準的50升/200巴的氣瓶包含10立方米）。因此，清洗氣體消耗量很高，成本昂貴。除此之外，可達到的純度也受到清洗氣體的純度限制。

而通過閉路循環凈化系統可以將氣體消耗降低到幾乎為零，甚至可以達到比所提供的工作氣體更高的純度，運行成本很低。

毫無疑問MBRAUN手套箱選擇了第二種技術方案。

03氣體凈化器

惰性氣體凈化器的核心部件是循環風機和凈化柱，凈化柱有時也被稱為吸附柱。凈化柱包含兩個不同的吸附材料--分子篩吸收水分，銅觸媒與氧氣反應，從而將其從惰性氣體中去除。

循環風機在手套箱箱體和凈化柱之間不斷循環工作氣體（通常是氮氣或氬氣）。因此，氧氣和水分（通過操作過渡艙和手套滲透進入的氧氣和水分、手套箱內材料的放氣等）被不斷地清除，使手套箱內的純度遠遠低于1ppm。

由于分子篩和銅觸媒的填充量有限，凈化柱在一定時間后將會飽和。在這種情況下，可以啟動自動再生程序。通過改變真空度、加熱和氣體吹掃等連續程序，分子篩將被 "干燥"，氧化的銅觸媒將被還原成原始狀態，恢復凈化柱的凈化能力。再生的頻率取決于手套箱的操作和手套箱內使用的材料。

對于手套箱氣氛含量更苛刻的應用，可以進行升級，以去除溶劑蒸汽，甚至氮氣也可以被去除（用于高純度的氬氣氣氛環境）。

04通過過渡艙轉移

為了不破壞手套箱內的氣氛，任何轉入或轉出手套箱的材料都需要通過一個過渡艙。在將一個物品從外部放入過渡艙后，通常會有一連串的抽真空/補氣過程，將空氣從過渡艙中清除，并填充惰性氣體。建議在打開手套箱箱體的內艙門之前，至少進行3次抽真空/補氣循環。對于一個標準的箱體來說，一個完整的大過渡艙抽真空/補氣的循環時間大約為12分鐘，但如果使用抽速更大的真空泵，可以大大縮短循環時間。

對于不具備抽真空條件的材料，可以將過渡艙升級為清洗功能，這樣就可以用惰性氣體替換里面的空氣，而無需對過渡艙進行抽真空。

05溶劑吸附裝置

手套箱內通常會使用有機溶劑。然而，大多數溶劑往往會與氣體凈化器的吸附材料發生反應，迅速降低其凈化能力，有些溶劑甚至會不可逆地毒化吸附材料。

為了避免溶劑蒸汽帶來的這些副作用，MBRAUN提供了一系列的溶劑吸附裝置作為可選升級。從不可再生的活性碳溶劑吸附裝置到完全可再生的分子篩溶劑吸附裝置，我們提供了一套全系列的溶劑吸附裝置，不管您有何種需求，MBRAUN都將協助您找到適合您的最佳配置。

06分析儀—氣氛純度監測

精準監測手套箱內的氧氣和水分濃度對于確保空氣敏感的材料和工藝保持在最佳條件下是非常重要的，這意味著氧氣和水分濃度必須小于1ppm。為此，MBRAUN開發了專利的傳感器，專門設計用于手套箱氣氛的監測，它們在較低濃度的氧氣和水分中特別敏感和準確。

傳感器位于手套箱的出氣口管路上，持續監測氧氣和水分的濃度，并在氣體凈化器需要再生時通知操作人員。在氧氣和水分濃度迅速上升的情況下，還可以立即啟動自動清洗功能，使用大流量的惰性氣體對系統進行即時清洗凈化。

有獎互動

1、MBRAUN德國公司創立于哪一年？

2、惰性氣體凈化器的核心部件是什么？

3、MBRAUN氧傳感器位于手套箱的什么位置？

在評論區回答問題，以上三個問題全部答對，將有機會獲得MBRAUN20周年紀念版禮品一份。

活動截止至2022年9月30日 

*活動最終解釋權歸MBRAUN所有