透射电镜冷却水箱的换水与维护实操指南
透射电子显微镜（TEM）的冷却水箱是保障设备稳定运行的关键配套装置，其核心作用是及时带走设备运转过程中产生的热量，为电子光学系统、真空系统等核心部件营造稳定的工作环境。而循环冷却水作为散热介质，在长期使用后易出现水质恶化问题，若不及时处理，将直接影响设备运行状态与成像效果，因此定期对冷却水箱进行换水和维护尤为重要。
长期使用后，循环冷却水中的微生物会大量繁殖，形成白色絮状的悬浮杂质；同时，水箱及管路中的铜管，在水中溶解氧、二氧化碳以及特定 pH 值的共同作用下，会发生电化学腐蚀，生成碱式碳酸铜（即铜绿）并沉积在管路内壁。二者长期堆积，极易造成循环水管路堵塞、冷却水流量下降，直接降低系统散热效率。后续不仅会导致真空系统稳定性变差、电子光学系统工作失常，成像质量也会大幅降低，严重时设备还会触发保护机制发出报警，甚至强制停机，给实验和设备养护带来不必要的损失。
铜管形成碱式碳酸铜的化学反应式为：2Cu+O₂+CO₂+H₂O→Cu₂(OH)₂CO₃↓。当在冷却水箱或管路中发现铜绿沉积物与白色絮状悬浮物时，需立即对管路进行清洁并更换循环水，具体操作步骤可参考如下流程：
第一步：彻底排空系统存水
将冷却循环水系统内的所有积水全部排出，为后续清洗操作做好准备，确保无残留水影响清洗效果。
第二步：柠檬酸溶液清洗，去除铜绿沉积物
配制柠檬酸水溶液，将其 pH 值调节至 5.0~6.5 后加入冷却水箱中；
启动水箱的循环系统，让柠檬酸溶液在管路中循环运行 30 分钟，通过化学反应溶解管路内壁的铜绿，该反应式为：
Cu₂(OH)₂CO₃+2C₆H₈O₇→2CuC₆H₆O₇+CO₂↑+3H₂O；
清洗过程中会出现一系列正常现象：铜绿固体逐渐溶解直至消失，循环液因悬浮的细小颗粒和反应产生的大量 CO₂变得浑浊，同时溶液会因生成柠檬酸铜呈现出蓝色；
循环清洗结束后，关闭水箱系统，将内部的柠檬酸酸洗液全部排空。
第三步：清水反复冲洗，清除残留试剂
向水箱内注入纯净水或去离子水，启动循环系统让清水循环 30 分钟；
排空箱内的冲洗水，此步骤需重复 3 次，确保管路和水箱内的残留柠檬酸以及清洗反应产生的产物被彻底清除，避免后续影响运行水质。
第四步：调节运行水质，抑制铜绿再生
准备运行用的去离子水，按每升水加入约 0.25 克碳酸氢钠的比例，少量多次加入水中，同时实时监测水质 pH 值，将其精准调节至 7.5~8.3；也可直接选用设备厂家配套的专用冷却液，无需自行调节；
将调好 pH 值的去离子水或专用冷却液加入水箱，启动循环系统运行 15 分钟，再次检测并确认水质 pH 值处于 7.5~8.3 的最佳范围，该 pH 环境能有效抑制铜管发生腐蚀，减少铜绿沉积物的生成。
第五步：添加抑菌试剂，减少微生物絮状物
按每升循环水加入 0.3 毫升 3% 过氧化氢溶液的标准进行添加，随后启动循环系统让溶液充分混匀，利用过氧化氢抑制水中微生物的繁殖，从源头减少白色絮状悬浮物的产生。
此步骤需注意两个关键点：一是严格控制过氧化氢的添加量，过量添加会加速铜管的氧化腐蚀，反而损害设备；二是过氧化氢仅能起到抑菌作用，无法分解已经生成的微生物絮状物，对于已存在的絮状杂质，需通过刷洗的方式人工清理。
定期且规范地完成冷却水箱的换水与清洁维护，能有效保证循环水系统的散热效率，延长铜管等管路部件的使用寿命，为透射电镜的稳定运行提供保障，同时也能维持设备的成像质量，减少因设备故障导致的实验中断。
主要参考文章：
1. 透射电镜TEM微信公众号
