太阳能电池用银浆银含量的测定 硫氰酸盐标准溶液滴定法 - 电位滴定法

GB/T 43788-2024 太阳能电池用银浆银含量的测定 硫氰酸盐标准溶液滴定法

范围
本文件描述了用硫氰酸盐标准溶液滴定法测定太阳能电池用银浆中银含量的方法。
本文件适用于太阳能电池用银浆，包括符合 YS/T 612 的正面银浆和背面银浆，测定范围为银含量(质量分数)30% ~95%。其他导电银浆(例如微电子技术用贵金属浆料)和制作银浆的原料银粉等材料参照使用。
注：参照使用本文件方法测定银粉的银含量(质量分数)时，测定范围上限为99%。

术语和定义
GB/T 14666、GB/T 17472 和 YS/T 612 界定的术语和定义适用于本文件。

试剂或材料
试验所用水均为无二氧化碳的去离子水，按 GB/T 603 制备：将去离子水注入烧瓶中，煮沸10min，立即用装有钠石灰管的胶塞塞紧，冷却。
硝酸(ρ约1.42g/mL)：优级纯。
硝酸溶液(1+1)：体积比，用硝酸配制。
硫氰酸钠(或硫氰酸钾或氰酸铵)：分析纯。
十二水硫酸铁铵：分析纯。
硝酸溶液(3+7)：体积比，用硝酸配制。
淀粉溶液(10g/L)：称取1g可溶性淀粉，加5mL去离子水使其成糊状，在搅拌下将糊状物加到90mL沸腾的去离子水中，煮沸1min~2min，冷却，用去离子水稀释至100mL，使用期为两周。两周内溶液若出现浑浊， 应重新配制。
硫酸铁铵溶液(100g/L)：称取10g十二水硫酸铁铵，溶于30mL硝酸溶液(3+7)，用去离子水稀释至100mL，摇匀。
硫氰酸盐标准滴定溶液[c(NaSCN)=0.1mol/L，或c(KSCN)=0.1mol/L，或c(NH₄SCN)=0.1mol/L]：标准物质或按附录A方法配制和标定。

样品
试料
按表1称取试料，记为m，称取精度为0.0001g。每次称取试料前应将太阳能电池用银浆样品充分搅拌混合均匀，称完即刻盖紧样品瓶盖，保持样品密闭状态。


试料溶液制备
硝酸二次消化法
将试料置于250mL碘量瓶中(适用于方法一：可视滴定法)或置于250mL烧杯中并加盖表面皿(适用于方法二：电位滴定法)，加入5.0mL硝酸，置于电热板上约150°C缓慢加热进行一次消化，至溶液基本澄清；从电热板上取下稍冷，再沿碘量瓶内壁或烧杯内壁加入3.0mL硝酸[适用于银含量(质量分数)≥50％银浆]或5.0mL硝酸[适用于银含量(质量分数)<50％银浆]，继续置于电热板上约150°C加热二次消化至溶液澄清，将碘量瓶或烧杯移至电炉上，加热至溶液微沸并保持微沸至消化体积为3mL~5mL，取下冷却，以10mL去离子水冲洗碘量瓶内壁或表面皿及烧杯内壁，盖上瓶盖或表面皿，置于暗处冷却至室温，以80mL去离子水分3次～5次冲洗碘量瓶瓶盖及瓶内壁(适用于方法一：可视滴定法)或冲洗表面皿及烧杯内壁(适用于方法二：电位滴定法)，即为试料溶液。
灼烧后酸溶法[适用于银含量( 质量分数)<50％银浆]
将试料置于50mL瓷坩埚中，坩埚盖不盖合，留出缝隙，先在可调温电炉上约150°C加热保持不沸腾、不进溅至干燥后，电炉逐步升温加热至不冒烟，移至马弗炉中，关闭炉门升温至600°C~700°C灼烧1h，冷却后取出，加入5mL硝酸溶液(1+1)，于电炉上约150°C加热至无灰色颗粒物，继续加入5mL硝酸溶液(1+1)，于电炉上加热并保持溶液不沸腾浓缩至3mL~5mL。盖上坩埚盖，置于暗处冷却至室温，以20mL去离子水冲洗坩埚盖及坩埚内壁，溶液全部转移至250mL碘量瓶(适用于方法一：可视滴定法)或250mL烧杯(适用于方法二：电位滴定法)中，再以70mL去离子水分不少于3次冲洗坩埚盖及坩埚内壁，冲洗液全部并入250mL碘量瓶(适用于方法一：可视滴定法)或250mL烧杯(适用于方法二：电位滴定法)中，即为试料溶液。

银含量测定
方法一：可视滴定法
方法原理
将试料用硝酸二次消化或经灼烧后用硝酸溶解制备试料溶液，以硫酸铁铵为指示剂，用硫氰酸盐标准滴定溶液进行滴定，硫氰酸根离子首先与溶液中的银离子反应生成硫氰酸银白色沉淀，当银离子沉淀后，稍过量的硫氰酸根与三价铁离子反应生成红色的硫氰酸铁络合物，即为滴定终点。根据硫氰酸盐标准滴定溶液的消耗体积，计算银浆中银含量。其反应式如下：
Ag⁺+SCN^-= AgSCN↓(白色沉淀)
Fe³⁺+SCN^-=[Fe(SCN)_n]^3-n(红色络合物，n=1~6)

方法二：电位滴定法(仲裁法)
方法原理
将试料用硝酸二次消化或经灼烧后用酸溶解制备试料溶液，以银电极作指示电极，双盐桥饱和甘汞电极作参比电极，或用复合银电极，用硫氰酸盐标准滴定溶液进行电位滴定，银电极电位随溶液中银离子浓度变化而相应地发生变化，当达到化学计量点，银电极电位发生突跃，用作图法或二级导数法确定滴定终点。根据硫氰酸盐标准滴定溶液的消耗体积，计算银浆中银含量。其反应式如下：
Ag⁺+SCN^-=AgSCN↓(白色沉淀)

仪器设备
电子天平，精度0.1mg。
电位计，精度±2mV；或自动电位滴定仪，精度±2mV。
电极：指示电极用银电极，参比电极用双盐桥饱和甘汞电极；或用与仪器配套的复合银电极或单体银电极加参比电极。必要时，单体银电极处理见附录B。
电磁搅拌器。
滴定管(50mL)。

测定次数
独立进行二次测定，结果取算术平均值。

试料溶液滴定
在装有试料溶液的烧杯中，加10mL淀粉溶液(10g/L)，以银电极作指示电极，双盐桥饱和甘汞电极作参比电极，或用与仪器配套的复合银电极或单体银电极加参比电极。用硫氰酸盐标准滴定溶液[c(NaSCN)=0.1mol/L，或c(KSCN)=0.1mol/L，或c(NH₄SCN)=0.1mol/L]按 GB/T 9725 进行电位滴定，用作图法或二级导数法确定滴定终点，记录滴定试料溶液消耗硫氝酸盐标准滴定溶液的体积V。
注：用自动电位滴定仪时，仪器具备自动绘出滴定曲线、自动找出滴定终点、自动给出滴定试料溶液消耗硫每酸盐标准滴定溶液的体积V的功能。

空白试验
按照与试料溶液制备和滴定相同的试剂和步骤做空白试验，记录滴定空白试验溶液消耗硫氰酸盐标准滴定溶液的体积V₀。
注：用自动电位滴定仪时仪器给出的滴定空白试验溶液消耗硫氰酸盐标准滴定溶液的体积V₀可能有偏差，此时根据仪器记录的滴定曲线对V₀做人工确认。

结果计算
太阳能电池用银浆中银含量以银的质量分数ω(Ag)计，数值以％表示，按公式(1)计算：

式中：
m ——试料量，单位为克(g)；
C ——硫氰酸盐标准滴定溶液的浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；
V ——滴定试料溶液消耗硫氰酸盐标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；
V₀ ——滴定空白试验溶液消耗硫氰酸盐标准滴定溶液的体积，单位为毫升(mL)；
107.9——银的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol)。


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