第九十四章 氯仿提取
在加熱狀態(tài)下,,三角燒瓶中的氯仿沸騰,,它的蒸氣通過冷凝管后重新變?yōu)橐簯B(tài),滴落回到提取管內(nèi),。
提取管內(nèi)聚集了熱的氯仿溶液,,樣品溶于氯仿,溶液顏色從無色透明很快變?yōu)樗{色。
在收集滿一管后,提取管內(nèi)溶液通過虹吸效應轉移至下方的三角燒瓶,。
不斷重復。
看著索氏提取裝置,,許秋突然意識到一個問題:
常規(guī)的索氏提取,,其冷凝管上端是不密封的。
因為用到的是甲醇,、丙酮、正己烷這些毒性較低的溶劑,。
而現(xiàn)在用的是氯仿溶劑,,毒性較強,還是應該在上面套個氣球比較好,。
不過,,這里是模擬實驗室,倒也無所謂,。
提取的速度很快,,只過了不到一個小時,提取管內(nèi)的溶液顏色就趨于無色透明,。
許秋停止加熱,,待三角燒瓶內(nèi)的溶液冷卻后,將其轉移至500毫升茄形瓶中,。
這里面其實就是濃度很低的聚合物的氯仿溶液,,需要通過旋蒸的方法將溶劑蒸干,,獲得固態(tài)的產(chǎn)物。
……
旋蒸操作,,許秋之前在《有機化學實驗》課程時用到過,,操作和原理并不難。
而且他也復制了學姐的技能,,四階20%的熟練度,,勉強夠用。
旋蒸利用的是溶劑在低氣壓下沸點降低的原理,,可以實現(xiàn)在常溫或30-70度加熱的條件下,,除去沸點大于100度的溶劑。
有點類似于真空烘箱,。
當然,,對于氯仿這樣的低沸點溶劑來說,不需要加熱,,甚至不需要很低的真空度就可以除去了,。
許秋開始i搭建旋蒸裝置。
主體是旋蒸儀,,中心位置是一個四口瓶,。
左邊連接一個二通閥門,上面還有一根長長的塑料管,,一直插到最右邊,,可以控制密閉體系內(nèi)的氣壓;
下面是一個普通的圓底燒瓶,,用來接旋蒸出來的溶劑,;
上面連接一個非常大的蛇形冷凝器;
蛇形冷凝器外接循環(huán)冷卻裝置,,上方通過軟管接水泵,。
許秋對蛇形冷凝器的印象非常深刻。
之前在上實驗課的時候,,有個同學把旋蒸裝置給弄倒了,,整個摔到了地上。
都是玻璃儀器,,碰到地面就直接碎了,。
一整套玻璃儀器,最貴的就是這個蛇形冷凝器了,,要近1000塊錢,。
后來學校也沒有讓那個同學賠償,只是他課程最后拿了個C-,。
四口瓶右邊通過一個可以轉動的軸,,連接防爆瓶和茄形瓶,。
防爆瓶用來防止倒吸,里面需要塞一團棉花,。
茄形瓶是裝樣品溶液的地方,,開啟旋轉后,它可以沿著軸線旋轉,,這也是旋蒸這個儀器名字的由來,。
茄形瓶下方還有一個水浴加熱裝置,可以給茄形瓶內(nèi)的溶液加熱,。
搭好旋蒸設備后,,許秋先啟動了循環(huán)冷卻裝置,它從原理上和邯丹實驗室的循環(huán)水系統(tǒng)類似,。
只是它內(nèi)部循環(huán)的冷卻液是乙二醇和水的混合液,。
這是因為在旋蒸過程中,要求短時間內(nèi)冷卻大量熱的溶劑蒸氣,。
所以用常規(guī)循環(huán)水難以滿足要求,,而乙二醇和水的混合液體的凝固點可以達到零下二十到四十攝氏度。
……
待冷卻裝置溫度達到零下20攝氏度,。
許秋啟動水泵,,可以從氣壓計看到體系內(nèi)的真空度緩緩下降。
啟動旋轉,,茄形瓶開始轉動,。
沒過多久,真空度降的很低,,瓶內(nèi)的氯仿溶劑開始劇烈沸騰起來,。
他忙調(diào)節(jié)閥門,放入部分空氣,,提高體系內(nèi)部的真空度,,使溶液保持在微微沸騰的狀態(tài)。
蛇形冷凝器上也出現(xiàn)大量冷凝的氯仿,,順著玻璃儀器內(nèi)壁,流入下方的接液瓶中,。
茄形瓶中的溶液逐漸減少,,不再出現(xiàn)爆沸的現(xiàn)象。
許秋控制閥門,,將真空度調(diào)節(jié)至最低,,直至全部溶劑蒸干。
聚合物以薄膜的形態(tài)附在瓶壁上,,因為產(chǎn)物質量太少,,不是很好直接把它們弄出來,。
思索片刻,他心生一計,。
他再次往茄形瓶中加入十五毫升氯仿溶液,,用手腕晃動瓶子,使瓶壁上的固態(tài)薄膜溶解,。
隨后,,許秋用旋蒸處理另外三個樣品。
這次,,他沒有讓溶劑完全蒸干,,而是殘留了大約十五毫升氯仿,這樣就省下了再次溶解的步驟,。
接下來,,他將四組溶液各自滴入甲醇溶劑中,使固態(tài)聚合物析出,,最后再過濾,,真空烘干,稱量,。
之前的產(chǎn)物,,第一批產(chǎn)量是60毫克左右,第二批是120毫克左右,。
提取過后,,第一批還剩下50毫克,而第二批只剩下不到70毫克,。
可見第二批產(chǎn)物里的不溶物非常多,。
綜合下來,兩批產(chǎn)物的產(chǎn)率相差無幾,,均不到50%,。
當然,重點不是產(chǎn)率,,而是溶解性,。
15毫升氯仿可以溶解70毫克的聚合物,那么它在氯仿中最低溶解度也能達到4毫克每毫升,。
有這個溶解度,,涂膜做器件綽綽有余了。
許秋按照白天的配方配制了八組溶液,,除了把受體改為了PC[70]BM外,,其他條件均未變。
2倍加速,,半小時后,。
許秋拿起配好的溶液,,一個個的查看,發(fā)現(xiàn)均溶解的很好,。
他又用玻璃片試了下旋涂的手感,,沒有過濾,得到的薄膜非常均勻,,沒有固體顆粒殘存,。
終于解決了一個溶液度的這個麻煩,許秋非常開心,。
看了眼時間,,快到半夜十二點了,不知不覺,,他又連續(xù)做了四個多小時實驗,。
他正待離開模擬實驗室,突然看到了通風櫥中的反應裝置,。
那是他之前練手時投的三個反應,,因為一直是給他們2倍加速的,所以實際反應時間差不多是12小時左右,。
他掀開反應瓶外包覆的鋁箔紙,,想看下里面的聚合反應進行的怎么樣。
反應瓶內(nèi)已經(jīng)析出了固態(tài)產(chǎn)物,,繞著瓶子內(nèi)壁形成了一個圈,。
許秋對此進行分析:
12小時的反應時間,或許已經(jīng)足夠獲得比較高分子量的產(chǎn)物了,。
之前第二批產(chǎn)物中的不溶物質,,可能是反應時間過長導致的。
看來又發(fā)現(xiàn)一個可以改進的方向,。
……
周六,,許秋在模擬實驗室中嘗試做器件。
沒有調(diào)節(jié)太多參數(shù),,只是初步嘗試,,結果如下:
他的兩個體系,1#樣品效率最高5.02%,,2#樣品最高5.91%,。
學姐的兩個體系,3#樣品效率最高6.47%,,4#樣品最高7.38%。
兩人的效率都還有進一步提高的可能,,但10%,,現(xiàn)在還看不到突破的可能性,。
不過,許秋目前的效率已經(jīng)能夠到在二區(qū)灌水的門檻了,。
兩條路,,一條是在二區(qū)灌水,另一條是繼續(xù)優(yōu)化性能,,爭取搞個大文章出來,。
選哪條路呢?
肥美的韭菜
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