Селен, ҳамчун маводи муҳими нимноқил ва ашёи хоми саноатӣ, самаранокии он мустақиман аз покии он вобаста аст. Ҳангоми раванди тозакунии дистиллятсияи вакуумӣ, ифлосҳои оксиген яке аз омилҳои асосии таъсиррасон ба покии селен мебошанд. Дар ин мақола муҳокимаи муфассали усулҳо ва усулҳои гуногун барои кам кардани миқдори оксиген ҳангоми тозакунии селен тавассути дистиллятсияи вакуумӣ оварда шудааст.

I. Кам кардани миқдори оксиген дар марҳилаи пеш аз коркарди ашёи хом

1. Тозакунии пешакии ашёи хом

Селени хом одатан дорои ифлосҳои гуногун, аз ҷумла оксидҳо мебошад. Пеш аз ворид шудан ба системаи дистилятсияи вакуумӣ, усулҳои тозакунии кимиёвӣ бояд барои тоза кардани оксидҳои сатҳӣ истифода шаванд. Маҳлулҳои тозакунии маъмулан истифодашаванда инҳоянд:

• Маҳлули кислотаи хлоридии обшуда (консентратсияи 5-10%): Оксидҳо ба монанди SeO₂-ро самаранок ҳал мекунад.
• Этанол ё ацетон: Барои тоза кардани ифлоскунандаҳои органикӣ истифода мешавад
• Оби деионизатсияшуда: Барои тоза кардани боқимондаҳои кислота чанд маротиба шустан лозим аст.

Пас аз тозакунӣ, хушккунӣ бояд дар атмосфераи гази инертӣ (масалан, Ar ё N₂) анҷом дода шавад, то аз оксидшавии такрорӣ пешгирӣ карда шавад.

2. Коркарди пешакии ашёи хом

Коркарди камкунандаи ашёи хом пеш аз дистилятсияи вакуумӣ метавонад миқдори оксигенро ба таври назаррас коҳиш диҳад:

• Редуксияи гидроген: Барои редуксияи SeO₂ ба селени элементӣ, гидрогени тозаи баланд (тозагӣ ≥99.999%)-ро дар ҳарорати 200-300°C ҷорӣ кунед.
• Камшавии карботермалӣ: Ашёи хоми селенро бо хокаи карбони тозаи баланд омехта кунед ва дар вакуум ё атмосфераи инертӣ то 400-500°C гарм кунед, ки ин боиси пайдо шудани реаксияи C + SeO₂ → Se + CO₂ мегардад.
• Кам кардани сулфид: Газҳо ба монанди H₂S метавонанд оксидҳои селенро дар ҳарорати нисбатан паст кам кунанд

II. Тарроҳӣ ва беҳсозии фаъолияти системаи дистилятсияи вакуумӣ

1. Интихоб ва танзими системаи чангкашак

Муҳити баландсифати вакуумӣ барои кам кардани миқдори оксиген муҳим аст:

• Аз насоси диффузия ва омезиши насоси механикӣ истифода баред, ки вакууми ниҳоӣ ба ҳадди аққал 10⁻⁴ Па мерасад
• Система бояд бо домгоҳи хунук муҷаҳҳаз бошад, то парокандашавии баръакси буғи равғанро пешгирӣ кунад.
• Ҳамаи пайвастҳо бояд аз мӯҳрҳои металлӣ истифода баранд, то аз гази аз ҳад зиёд аз мӯҳрҳои резинӣ пешгирӣ карда шавад
• Система бояд ба таври кофӣ дегазатсияи пухташударо гузаронад (200-250°C, 12-24 соат)

2. Назорати дақиқи ҳарорат ва фишори дистиллятсионӣ

Комбинатсияҳои оптималии параметрҳои раванд:

• Ҳарорати дистилятсия: Дар доираи 220-280°C назорат карда мешавад (аз нуқтаи ҷӯшиши селен 685°C пасттар)
• Фишори система: Дар байни 1-10 Па нигоҳ дошта мешавад
• Суръати гармкунӣ: 5-10°C/дақ барои пешгирӣ аз бухоршавии шадид ва воридшавии он
• Ҳарорати минтақаи конденсатсия: Дар 50-80°C нигоҳ дошта мешавад, то конденсатсияи пурраи селен таъмин карда шавад

3. Технологияи дистилятсияи бисёрмарҳилаӣ

Дистиллятсияи бисёрмарҳилаӣ метавонад миқдори оксигенро тадриҷан кам кунад:

• Марҳилаи аввал: Тахфифи ноҳамвор барои тоза кардани аксари ифлосҳои ноустувор
• Марҳилаи дуюм: Назорати дақиқи ҳарорат барои ҷамъоварии фраксияи асосӣ
• Марҳилаи сеюм: Тахфиф бо ҳарорати паст ва суст барои ба даст овардани маҳсулоти тозагии баланд
  Барои конденсатсияи қисмӣ дар байни марҳилаҳо ҳарорати гуногуни конденсатсияро истифода бурдан мумкин аст

III. Чораҳои раванди ёрирасон

1. Технологияи муҳофизати гази инертӣ

Гарчанде ки дар вакуум кор кардан мумкин аст, ворид намудани дурусти гази инертии тозагии баланд ба кам кардани миқдори оксиген мусоидат мекунад:

• Пас аз холӣ кардани система, онро бо аргони тозагии баланд (тозагӣ ≥99.9995%) то 1000 Па пур кунед
• Аз муҳофизати ҷараёни динамикии газ истифода баред, бо ворид кардани миқдори ками аргон (10-20 скм) пайваста
• Барои тоза кардани оксигени боқимонда ва намӣ дар вурудгоҳҳои газ тозакунакҳои баландсифати газро насб кунед

2. Илова кардани оксигенҳои тозакунанда

Илова кардани тозакунандаҳои мувофиқи оксиген ба ашёи хом метавонад миқдори оксигенро самаранок кам кунад:

• Метали магний: майли қавӣ ба оксиген, ки MgO-ро ташкил медиҳад
• Хокаи алюминий: метавонад ҳамзамон оксиген ва сулфурро хориҷ кунад
• Металлҳои нодири заминӣ: ба монанди Y, La ва ғайра, бо таъсири аълои тозакунии оксиген
  Миқдори тозакунандаи оксиген одатан 0,1-0,5% вазни ашёи хомро ташкил медиҳад; миқдори аз ҳад зиёд метавонад ба тозагии селен таъсир расонад.

3. Технологияи филтратсияи гудохта

Филтр кардани селени гудохта пеш аз дистилятсия:

• Филтрҳои кварсӣ ё керамикиро бо андозаи сӯрохиҳои аз 1 то 5 мкм истифода баред
• Ҳарорати филтратсияро дар 220-250°C назорат кунед
• Метавонад зарраҳои оксиди сахтро хориҷ кунад
• Филтрҳо бояд дар вакууми баланд пешакӣ дегазатсия карда шаванд

IV. Пас аз табобат ва нигоҳдорӣ

1. Ҷамъоварӣ ва коркарди маҳсулот

• Коллектор-конденсатор бояд ҳамчун сохтори ҷудошаванда барои осонии гирифтани мавод дар муҳити инертӣ тарҳрезӣ шавад.
• Резаҳои селении ҷамъовардашуда бояд дар қуттии дастпӯшакҳои аргонӣ бастабандӣ карда шаванд.
• Дар ҳолати зарурӣ, барои тоза кардани қабатҳои эҳтимолии оксид, кандакории сатҳӣ анҷом дода мешавад.

2. Назорати ҳолати нигоҳдорӣ

• Муҳити нигоҳдорӣ бояд хушк бошад (нуқтаи шабнам ≤-60°C)
• Бастабандии мӯҳршудаи дуқабата бо гази инертии баландсифатро истифода баред
• Ҳарорати тавсияшудаи нигоҳдорӣ дар зери 20°C
• Барои пешгирии реаксияҳои оксидшавии фотокаталитикӣ, аз таъсири рӯшноӣ худдорӣ кунед

V. Назорати сифат ва санҷиш

1. Технологияи мониторинги онлайн

• Барои назорат кардани фишори қисмании оксиген дар вақти воқеӣ таҳлилгарони гази боқимонда (RGA) насб кунед
• Барои назорат кардани миқдори оксиген дар газҳои муҳофизатӣ аз сенсорҳои оксиген истифода баред
• Барои муайян кардани қуллаҳои хоси ҷабби пайвандҳои Se-O аз спектроскопияи инфрасурх истифода баред

2. Таҳлили маҳсулоти тайёр

• Барои муайян кардани миқдори оксиген аз усули ҷабби гази инертӣ бо омехтаи инфрасурх истифода баред
• Спектрометрияи массавии ионии дуюмдараҷа (SIMS) барои таҳлили тақсимоти оксиген
• Спектроскопияи фотоэлектронии рентгенӣ (XPS) барои муайян кардани ҳолатҳои кимиёвии сатҳӣ

Тавассути чораҳои ҳамаҷонибаи дар боло тавсифшуда, миқдори оксигенро ҳангоми тозакунии вакуумии селен бо дистилятсияи вакуумӣ зери 1 ppm назорат кардан мумкин аст, ки ба талабот барои истифодаи селени тозаи баланд ҷавобгӯ аст. Дар истеҳсоли воқеӣ, параметрҳои раванд бояд дар асоси шароити таҷҳизот ва талаботи маҳсулот оптимизатсия карда шаванд ва системаи қатъии назорати сифат бояд таъсис дода шавад.