手套箱是做什么的呢？

简而言之，手套箱提供了一个无水无氧的惰性气体氛围，一些在空气中难以开展的科学实验都可在手套箱内进行。

千万别小看它，人类近几年的科技发展进步都离不开它的贡献。举个例子，近几年发展火热的新能源汽车，其核心部件锂电池就需要在惰性气体氛围下进行研究生产，国内BYD等大厂车间，正整齐地排列着一个个手套箱。

1976年，两位年轻的工程师 Mr. Hellmut Fölster 和 Mr. Gerhard Hinrichs 成功研制出世界上第一台以“手套箱箱体+过渡舱+手套+惰性气体净化系统“为基本结构的手套箱， 并成立MBRAUN公司。时至今日，市面上的主流手套箱依然是这种结构。

接下来我们来了解一下MBRAUN手套箱是如何工作的。

01密封

为了防止氧气和水分进入箱体内，手套箱需要建立一个密封的系统。对于一个带有2只手套的MBRAUN手套箱，氧气会以大约 3ppm/h速度进入系统，其中60%是由于手套的渗透性造成的。因此，手套箱上的手套越多，泄漏率就越高。

02 闭路循环净化

为了使氧气和水分的纯度低于1ppm，有两种技术方案可供选择：用高纯惰性气体清洗系统（通常需要5个9的高纯惰性气体）或通过气体净化器进行闭路循环净化。

通过气体清洗达到ppm水平，需要每小时进行大约10-12次的体积交换。这意味着对于一个标准的单工位手套箱来说，需要10立方米/小时的体积交换速度才能达到并保持较低的氧气和水分水平（注：一个标准的50升/200巴的气瓶包含10立方米）。因此，清洗气体消耗量很高，成本昂贵。除此之外，可达到的纯度也受到清洗气体的纯度限制。

而通过闭路循环净化系统可以将气体消耗降低到几乎为零，甚至可以达到比所提供的工作气体更高的纯度，运行成本很低。

毫无疑问MBRAUN手套箱选择了第二种技术方案。

03气体净化器

惰性气体净化器的核心部件是循环风机和净化柱，净化柱有时也被称为吸附柱。净化柱包含两个不同的吸附材料--分子筛吸收水分，铜触媒与氧气反应，从而将其从惰性气体中去除。

循环风机在手套箱箱体和净化柱之间不断循环工作气体（通常是氮气或氩气）。因此，氧气和水分（通过操作过渡舱和手套渗透进入的氧气和水分、手套箱内材料的放气等）被不断地清除，使手套箱内的纯度远远低于1ppm。

由于分子筛和铜触媒的填充量有限，净化柱在一定时间后将会饱和。在这种情况下，可以启动自动再生程序。通过改变真空度、加热和气体吹扫等连续程序，分子筛将被 "干燥"，氧化的铜触媒将被还原成原始状态，恢复净化柱的净化能力。再生的频率取决于手套箱的操作和手套箱内使用的材料。

对于手套箱气氛含量更苛刻的应用，可以进行升级，以去除溶剂蒸汽，甚至氮气也可以被去除（用于高纯度的氩气气氛环境）。

04通过过渡舱转移

为了不破坏手套箱内的气氛，任何转入或转出手套箱的材料都需要通过一个过渡舱。在将一个物品从外部放入过渡舱后，通常会有一连串的抽真空/补气过程，将空气从过渡舱中清除，并填充惰性气体。建议在打开手套箱箱体的内舱门之前，至少进行3次抽真空/补气循环。对于一个标准的箱体来说，一个完整的大过渡舱抽真空/补气的循环时间大约为12分钟，但如果使用抽速更大的真空泵，可以大大缩短循环时间。

对于不具备抽真空条件的材料，可以将过渡舱升级为清洗功能，这样就可以用惰性气体替换里面的空气，而无需对过渡舱进行抽真空。

05溶剂吸附装置

手套箱内通常会使用有机溶剂。然而，大多数溶剂往往会与气体净化器的吸附材料发生反应，迅速降低其净化能力，有些溶剂甚至会不可逆地毒化吸附材料。

为了避免溶剂蒸汽带来的这些副作用，MBRAUN提供了一系列的溶剂吸附装置作为可选升级。从不可再生的活性碳溶剂吸附装置到完全可再生的分子筛溶剂吸附装置，我们提供了一套全系列的溶剂吸附装置，不管您有何种需求，MBRAUN都将协助您找到适合您的最佳配置。

06分析仪—气氛纯度监测

精准监测手套箱内的氧气和水分浓度对于确保空气敏感的材料和工艺保持在最佳条件下是非常重要的，这意味着氧气和水分浓度必须小于1ppm。为此，MBRAUN开发了专利的传感器，专门设计用于手套箱气氛的监测，它们在较低浓度的氧气和水分中特别敏感和准确。

传感器位于手套箱的出气口管路上，持续监测氧气和水分的浓度，并在气体净化器需要再生时通知操作人员。在氧气和水分浓度迅速上升的情况下，还可以立即启动自动清洗功能，使用大流量的惰性气体对系统进行即时清洗净化。

有奖互动

1、MBRAUN德国公司创立于哪一年？

2、惰性气体净化器的核心部件是什么？

3、MBRAUN氧传感器位于手套箱的什么位置？

在评论区回答问题，以上三个问题全部答对，将有机会获得MBRAUN20周年纪念版礼品一份。

活动截止至2022年9月30日 

*活动最终解释权归MBRAUN所有