Ⅰ.备注:
目前实验室常用的水热反应釜内衬分为PTFE和PPL两种,釜体材料分为304不锈钢和316不锈钢。由于材料优劣不同,不同材料的使用寿命也不同。PTFE材质的反应釜建议外部加热温度不超过230℃,PPL材质的反应釜建议加热温度不超过260℃,升温速率建议≤5℃/min。反应结束后,反应釜应自然冷却至室温后再打开釜盖。*注意:反应釜必须自然冷却至室温后才能打开釜盖。切勿在压力下拆卸。普通反应釜内衬的填充量不应超过釜体总容积的70%。防爆反应釜的填充量也不应超过80%。水热反应釜通常设计的工作压力为3.0 MPa。使用前,请确保反应体系在反应温度下产生的混合蒸汽压最大值低于 3.0 MPa。该水热反应釜没有过压泄压装置,为避免危险,请勿在过高温度或压力下使用。由于反应釜内衬采用聚四氟乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PPL)等高分子塑料制成,首次使用时请勿将釜盖拧得过紧,以免高温下内衬因受热膨胀和挤压而变形。
对于具有以下特征的反应,不建议使用水热合成反应器。
1. 溶剂的沸点低于 60°C(例如乙醚、丙酮、二氯甲烷等)。
2. 反应过程中会产生大量气体。
3. 该物质具有易燃或爆炸特性,或具有挥发性毒性,且危害程度极高。
4. 反应持续时间超过 100 小时,温度始终高于 250°C。
PPL和PTFE衬里的水热合成反应器的图像。
多组合旋转式水热合成反应器的图像
Ⅱ:安全操作。
1. 将反应物倒入 PTFE 套管或 PPL 套管中,并确保计量系数小于 0.8。
2. 确保水壶的下垫圈位置正确,然后放入 PTFE 或 PPL 衬套和上垫圈,先拧紧水壶盖,然后拧紧水壶盖,直到用螺丝将其拧紧为止。
3、将水热合成反应器放入加热器中,按照规定的加热速率将温度升至所需的反应温度。
4. 确认反应釜内温度低于反应物溶剂的沸点后,方可打开釜盖进行后续操作。反应结束后,冷却过程中也应严格按照规定的冷却速率进行操作,以延长反应釜的使用寿命。
5. 确认水壶内部温度已降至自然温度后,先用螺丝拧松水壶盖,然后打开壶盖。
6. 每次使用后及时清洗水壶,以免生锈腐蚀。特别注意清洁壶身和壶盖密封圈,防止磕碰损坏。
Ⅲ:反应器清洗。
1. 首次清洗水热反应器时,在内衬中加入少量碱液或水,煮沸一段时间。首次使用水热反应器时,切勿快速加热,应缓慢升温,且温度不宜过高,否则聚四氟乙烯(PTFE)内衬容易变形。先在150℃下保温数小时,然后在200℃下保温数小时,之后取出反应器自然冷却。待水热反应器内衬不再变形后,再以200℃的温度进行实验。
2、水热合成反应器的反应介质不同,清洗方法也不同。如果是硅体系,可以在使用后加入少量氢氟酸或碱加热清洗;如果是硅金属体系,则取决于溶解的酸的种类,如果是盐酸,则需要使用王水:浓硝酸和浓盐酸(比例为3:1)。例如:使用溶于水的过锰酸钾,然后加入3-5mL浓盐酸,放入反应釜中密封,在180℃下进行5-10小时的水热反应,使清洗后的反应内衬内外都干净。
3. 清洗方法:例如王水:浓硝酸和浓盐酸按3:1的比例混合:在实验反应结束后,向水热反应釜中加入约1:5的硝酸和水混合溶液,然后在180℃下加热约12小时。这些数据并非固定不变,需要根据您实验反应的具体情况而定,混合溶液的比例不一定是1:5,温度也不一定是180℃。混合溶液的比例不一定是1:5,温度也不一定是180℃。此处提供一个参考图供您参考。然而,这种方法的缺点是实验的重复性较差。草酸溶液根据实验情况,在160℃下煮沸6小时。
Ⅳ:反应堆气体泄漏测试
在实验室进行水热反应时,我们发现水热合成反应器无论进行多少次都会出现气体泄漏,我们应该如何找出水热合成反应器的泄漏点呢?
水热合成反应器的容积通常从几十毫升到几百升不等。要检查水热合成反应器的漏气位置,可以先施加压力,然后听漏气的声音。这种方法适用于比较明显的漏气情况,但大多数情况下,反应器的漏气是听不到的,因此这种方法只适用于少数情况。
其次,您可以使用滴管从反应器的各个连接处滴水,观察是否产生气泡。这种方法比较耗时,需要仔细观察。它适用于对泄漏情况有初步判断,或者已经更换了泄漏部件但需要再次检查泄漏是否已解决的情况。
最直接简便的方法是准备一个大容器,装满水,然后将反应器完全浸入水中,观察反应器的哪个部分冒出气泡。找到漏气点后,用热风枪吹干或擦干反应器。
发布时间:2023年1月11日
