GB/T 43788-2024 太陽能電池用銀漿銀含量的測定 硫氰酸鹽標準溶液滴定法
范圍
本文件描述了用硫氰酸鹽標準溶液滴定法測定太陽能電池用銀漿中銀含量的方法。
本文件適用于太陽能電池用銀漿，包括符合 YS/T 612 的正面銀漿和背面銀漿，測定范圍為銀含量(質(zhì)量分數(shù))30% ~95%。其他導電銀漿(例如微電子技術(shù)用貴金屬漿料)和制作銀漿的原料銀粉等材料參照使用。
注：參照使用本文件方法測定銀粉的銀含量(質(zhì)量分數(shù))時，測定范圍上限為99%。
術(shù)語和定義
GB/T 14666、GB/T 17472 和 YS/T 612 界定的術(shù)語和定義適用于本文件。
試劑或材料
試驗所用水均為無二氧化碳的去離子水，按 GB/T 603 制備：將去離子水注入燒瓶中，煮沸10min，立即用裝有鈉石灰管的膠塞塞緊，冷卻。
硝酸(ρ約1.42g/mL)：優(yōu)級純。
硝酸溶液(1+1)：體積比，用硝酸配制。
硫氰酸鈉(或硫氰酸鉀或氰酸銨)：分析純。
十二水硫酸鐵銨：分析純。
硝酸溶液(3+7)：體積比，用硝酸配制。
淀粉溶液(10g/L)：稱取1g可溶性淀粉，加5mL去離子水使其成糊狀，在攪拌下將糊狀物加到90mL沸騰的去離子水中，煮沸1min~2min，冷卻，用去離子水稀釋至100mL，使用期為兩周。兩周內(nèi)溶液若出現(xiàn)渾濁， 應重新配制。
硫酸鐵銨溶液(100g/L)：稱取10g十二水硫酸鐵銨，溶于30mL硝酸溶液(3+7)，用去離子水稀釋至100mL，搖勻。
硫氰酸鹽標準滴定溶液[c(NaSCN)=0.1mol/L，或c(KSCN)=0.1mol/L，或c(NH4SCN)=0.1mol/L]：標準物質(zhì)或按附錄A方法配制和標定。
樣品
試料
按表1稱取試料，記為m，稱取精度為0.0001g。每次稱取試料前應將太陽能電池用銀漿樣品充分攪拌混合均勻，稱完即刻蓋緊樣品瓶蓋，保持樣品密閉狀態(tài)。
試料溶液制備
硝酸二次消化法
將試料置于250mL碘量瓶中(適用于方法一：可視滴定法)或置于250mL燒杯中并加蓋表面皿(適用于方法二：電位滴定法)，加入5.0mL硝酸，置于電熱板上約150°C緩慢加熱進行一次消化，至溶液基本澄清；從電熱板上取下稍冷，再沿碘量瓶內(nèi)壁或燒杯內(nèi)壁加入3.0mL硝酸[適用于銀含量(質(zhì)量分數(shù))≥50％銀漿]或5.0mL硝酸[適用于銀含量(質(zhì)量分數(shù))<50％銀漿]，繼續(xù)置于電熱板上約150°C加熱二次消化至溶液澄清，將碘量瓶或燒杯移至電爐上，加熱至溶液微沸并保持微沸至消化體積為3mL~5mL，取下冷卻，以10mL去離子水沖洗碘量瓶內(nèi)壁或表面皿及燒杯內(nèi)壁，蓋上瓶蓋或表面皿，置于暗處冷卻至室溫，以80mL去離子水分3次～5次沖洗碘量瓶瓶蓋及瓶內(nèi)壁(適用于方法一：可視滴定法)或沖洗表面皿及燒杯內(nèi)壁(適用于方法二：電位滴定法)，即為試料溶液。
灼燒后酸溶法[適用于銀含量( 質(zhì)量分數(shù))<50％銀漿]
將試料置于50mL瓷坩堝中，坩堝蓋不蓋合，留出縫隙，先在可調(diào)溫電爐上約150°C加熱保持不沸騰、不進濺至干燥后，電爐逐步升溫加熱至不冒煙，移至馬弗爐中，關(guān)閉爐門升溫至600°C~700°C灼燒1h，冷卻后取出，加入5mL硝酸溶液(1+1)，于電爐上約150°C加熱至無灰色顆粒物，繼續(xù)加入5mL硝酸溶液(1+1)，于電爐上加熱并保持溶液不沸騰濃縮至3mL~5mL。蓋上坩堝蓋，置于暗處冷卻至室溫，以20mL去離子水沖洗坩堝蓋及坩堝內(nèi)壁，溶液全部轉(zhuǎn)移至250mL碘量瓶(適用于方法一：可視滴定法)或250mL燒杯(適用于方法二：電位滴定法)中，再以70mL去離子水分不少于3次沖洗坩堝蓋及坩堝內(nèi)壁，沖洗液全部并入250mL碘量瓶(適用于方法一：可視滴定法)或250mL燒杯(適用于方法二：電位滴定法)中，即為試料溶液。
銀含量測定
方法一：可視滴定法
方法原理
將試料用硝酸二次消化或經(jīng)灼燒后用硝酸溶解制備試料溶液，以硫酸鐵銨為指示劑，用硫氰酸鹽標準滴定溶液進行滴定，硫氰酸根離子首先與溶液中的銀離子反應生成硫氰酸銀白色沉淀，當銀離子沉淀后，稍過量的硫氰酸根與三價鐵離子反應生成紅色的硫氰酸鐵絡合物，即為滴定終點。根據(jù)硫氰酸鹽標準滴定溶液的消耗體積，計算銀漿中銀含量。其反應式如下：
Ag++SCN-= AgSCN↓(白色沉淀)
Fe3++SCN-=[Fe(SCN)n]3-n(紅色絡合物，n=1~6)
方法二：電位滴定法(仲裁法)
方法原理
將試料用硝酸二次消化或經(jīng)灼燒后用酸溶解制備試料溶液，以銀電極作指示電極，雙鹽橋飽和甘汞電極作參比電極，或用復合銀電極，用硫氰酸鹽標準滴定溶液進行電位滴定，銀電極電位隨溶液中銀離子濃度變化而相應地發(fā)生變化，當達到化學計量點，銀電極電位發(fā)生突躍，用作圖法或二級導數(shù)法確定滴定終點。根據(jù)硫氰酸鹽標準滴定溶液的消耗體積，計算銀漿中銀含量。其反應式如下：
Ag++SCN-=AgSCN↓(白色沉淀)
儀器設(shè)備
電子天平，精度0.1mg。
電位計，精度±2mV；或自動電位滴定儀，精度±2mV。
電極：指示電極用銀電極，參比電極用雙鹽橋飽和甘汞電極；或用與儀器配套的復合銀電極或單體銀電極加參比電極。必要時，單體銀電極處理見附錄B。
電磁攪拌器。
滴定管(50mL)。
測定次數(shù)
獨立進行二次測定，結(jié)果取算術(shù)平均值。
試料溶液滴定
在裝有試料溶液的燒杯中，加10mL淀粉溶液(10g/L)，以銀電極作指示電極，雙鹽橋飽和甘汞電極作參比電極，或用與儀器配套的復合銀電極或單體銀電極加參比電極。用硫氰酸鹽標準滴定溶液[c(NaSCN)=0.1mol/L，或c(KSCN)=0.1mol/L，或c(NH4SCN)=0.1mol/L]按 GB/T 9725 進行電位滴定，用作圖法或二級導數(shù)法確定滴定終點，記錄滴定試料溶液消耗硫氝酸鹽標準滴定溶液的體積V。
注：用自動電位滴定儀時，儀器具備自動繪出滴定曲線、自動找出滴定終點、自動給出滴定試料溶液消耗硫每酸鹽標準滴定溶液的體積V的功能。
空白試驗
按照與試料溶液制備和滴定相同的試劑和步驟做空白試驗，記錄滴定空白試驗溶液消耗硫氰酸鹽標準滴定溶液的體積V0。
注：用自動電位滴定儀時儀器給出的滴定空白試驗溶液消耗硫氰酸鹽標準滴定溶液的體積V0可能有偏差，此時根據(jù)儀器記錄的滴定曲線對V0做人工確認。
結(jié)果計算
太陽能電池用銀漿中銀含量以銀的質(zhì)量分數(shù)ω(Ag)計，數(shù)值以％表示，按公式(1)計算：
式中：
m ——試料量，單位為克(g)；
C ——硫氰酸鹽標準滴定溶液的濃度，單位為摩爾每升(mol/L)；
V ——滴定試料溶液消耗硫氰酸鹽標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
V0 ——滴定空白試驗溶液消耗硫氰酸鹽標準滴定溶液的體積，單位為毫升(mL)；
107.9——銀的摩爾質(zhì)量，單位為克每摩爾(g/mol)。
京都電子KEM 自動電位滴定儀 AT-710S
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