李紹輝 戴曉紅

（安徽九洲工業(yè)有限公司 明光 239400）

0 引言

為實現(xiàn)全球可持續(xù)性發(fā)展，發(fā)展清潔能源如太陽能、風能、水能等已成為重要趨勢，其中，太陽能光伏發(fā)電由于普遍性、無污染性、長久性、豐富性等特點，逐漸成為新能源領(lǐng)域重點發(fā)展的產(chǎn)業(yè)之一。光伏玻璃是光伏組件的封裝材料之一，其作用是為了保護電池片免受水分和氣體氧化及銹蝕電極。光伏玻璃的澄清過程是非常重要的一個環(huán)節(jié)，為加速澄清過程，往往在配合料中加入適量澄清劑。根據(jù)作用機理不同，可將澄清劑分為三類：變價氧化物類澄清劑，硫酸鹽、硒酸鹽、碲酸鹽類澄清劑，鹵化物類澄清劑。三氧化二銻屬于變價氧化物類澄清劑，其特點是在低溫時吸收氧氣，在高溫時放出氧氣，其作用化學式為：

在光伏玻璃生產(chǎn)中經(jīng)常使用復(fù)合澄清劑，配比精準的復(fù)合澄清劑既可以保證玻璃的澄清效果，又可以節(jié)省原料成本。復(fù)合澄清劑中成本較高的就是三氧化二銻，是一種不可再生物質(zhì)。因此，檢測復(fù)合澄清劑中三氧化二銻含量的準確性顯得非常重要。

1 實驗

（1）儀器

AX224ZH/E萬分之一天平；101-3S電熱鼓風干燥箱（上海力辰）；XPM-Φ120×3三頭磨樣機；純水器（實驗用水均為UP水）。

（2）試劑及配制

①硫酸鉀（分析純）；

②硫酸（優(yōu)級純）1.84 g/mL；

③鹽酸（優(yōu)級純）1＋1；

④硫酸肼（分析純）；

⑤三氧化二銻標準物質(zhì)99.999%；

⑥0.1%甲基橙溶液；

⑦硫酸鈰標準溶液（0.1 mol/L）：稱取40.50 g硫酸鈰［Ce（SO4）2· 4H2O］，置于1 L燒杯中，加入30 mL濃硫酸（1.84 g/mL），攪拌均勻，在電爐上逐漸升溫加熱溶成糊狀，并冒硫酸白煙約20 min，慢慢調(diào)低溫度冷卻（防止燒杯炸裂），取下冷卻，加入140 mL濃硫酸（1.84 g/mL），再緩慢加入400 mL蒸餾水，攪拌溶液至清亮，冷卻，移入1 L容量瓶中，加蒸餾水稀釋至刻度，搖勻。

（3）方法驗證用標準物質(zhì)

①公司購買的復(fù)合澄清劑標樣，由多家實驗室采用同一方法確定其三氧化二銻含量為10.75%；

②由專業(yè)銻粉公司提供的99.80%標樣；

③公司購買的銻粉標樣，由多家實驗室采用同一方法確定其三氧化二銻含量為99.50%。

（4）硫酸鈰溶液的標定

稱取0.10～0.15 g三氧化二銻標準物質(zhì)（99.999%）于250 mL錐形瓶中，加適量水潤濕，加10～15 mL濃硫酸（1.84 g/mL），在電阻爐上加熱溶解，待煙冒到錐形瓶口（瓶內(nèi)沒煙）時，取下錐形瓶，冷卻至室溫。向錐形瓶中加入40 mL蒸餾水，30 mL 鹽酸（1＋1），以甲基橙為指示劑，在80～90 ℃用硫酸鈰標準溶液滴定至溶液紅色消失為終點。

硫酸鈰標準溶液對銻的滴定度計算：

式中：T——硫酸鈰對銻的滴定度，g/mL；

W——稱取銻標準物質(zhì)的質(zhì)量，g；

V——硫酸鈰標準溶液的用量，mL。

2 實驗原理

試樣用硫酸-硫酸鉀分解，以硫酸肼作為還原劑，在高溫下將Sb（V）還原成Sb（III），在鹽酸介質(zhì)中，溶液中的Sb（III）能被硫酸鈰氧化成Sb（V），以甲基橙為指示劑，在80～90 ℃用硫酸鈰標準溶液滴定至溶液紅色消失為終點［2］。其反應(yīng)式為：

3 實驗步驟

稱取0.2～0.5 g復(fù)合澄清劑（0.10～0.15 g銻粉）試樣于250 mL的錐形瓶中，加入2 g硫酸鉀固體，用適量水潤濕，加15～20 mL濃硫酸（1.84 g/mL），在電阻爐上加熱溶解，待煙冒到錐形瓶口（瓶內(nèi)沒煙）時，取下錐形瓶，冷卻至室溫。加入適量硫酸肼，在電阻爐上加熱，待煙冒到錐形瓶口（瓶內(nèi)沒煙）時，取下錐形瓶，冷卻至室溫。向錐形瓶中加入40 mL蒸餾水，30 mL鹽酸（1＋1），以甲基橙為指示劑，在80～90 ℃用硫酸鈰標準溶液滴定至溶液紅色消失為終點。

三氧化二銻的百分含量計算公式：

式中：T——硫酸鈰對銻的滴定度，g/mL；

V——滴定待測物時消耗硫酸鈰標準溶液的體積，mL；

G——稱取待測樣品的質(zhì)量，g；

1.1971——銻單質(zhì)對三氧化二銻的換算系數(shù)。

4 結(jié)果與討論

采用上述實驗步驟對標樣進行實驗測定，得出結(jié)果見表1～表6。

實驗時配制的硫酸鈰標準溶液定容后，每隔2 h進行搖勻1次，搖勻3～4次后靜置一晚，第二天開始標定，得出硫酸鈰溶液的滴定度。時隔5天重新進行標定 發(fā)現(xiàn)滴定度會發(fā)生變化 如表1所示。

表1 第一瓶硫酸鈰溶液滴定度

表2為復(fù)合澄清劑中三氧化二銻的實驗結(jié)果，所用硫酸鈰溶液為表1的硫酸鈰溶液，滴定度為表1平均滴定度。對復(fù)合澄清劑標樣做了3個平行樣，所測3個標樣實驗結(jié)果都在誤差范圍（企業(yè)誤差標準）內(nèi)。因為復(fù)合澄清劑中三氧化二銻含量較少，所以復(fù)合澄清劑稱樣量一般在0.2～0.5 g為好。

表2 復(fù)合澄清劑中三氧化二銻含量實驗結(jié)果

在測硫酸鈰滴定度時發(fā)現(xiàn)溶液的靜置時間不同會導(dǎo)致溶液滴定度的變化。實驗又配制了另一瓶硫酸鈰溶液，靜置時間延長至3天，然后進行第一次標定，第一次標定5天后進行第二次標定，結(jié)果見表3。

表3 第二瓶硫酸鈰溶液滴定度

表4為銻粉含量99.80%中三氧化二銻的實驗結(jié)果，所用硫酸鈰溶液為表3的硫酸鈰溶液，滴定度為表3平均滴定度。

因為銻粉中三氧化二銻含量較高，通過硫酸鈰溶液滴定度與溶液消耗體積的關(guān)系計算得出銻粉稱樣量需為0.1～0.15 g。表4中序號1和2兩個平行樣通過稱樣量進行區(qū)別觀察稱樣量的不同是否會對實驗結(jié)果造成較大誤差，實驗得出結(jié)果沒有差別。

表4 99.80%銻粉中三氧化二銻含量實驗結(jié)果

表5為銻粉含量99.50%三氧化二銻的實驗結(jié)果。所用硫酸鈰溶液為表3的硫酸鈰溶液，滴定度為表3中5天后的第二次標定平均滴定度。

表5 99.50%銻粉中三氧化二銻含量實驗結(jié)果

表4與表5所檢測都為銻粉，差別在于樣品的含量不同，得出的實驗結(jié)果與標準值之間的差別都在誤差范圍（企業(yè)誤差標準）內(nèi)，說明滴定高含量和低含量的銻粉都是可以保證結(jié)果精確度的。

5 結(jié)論

硫酸鈰滴定法可以檢測復(fù)合澄清劑和銻粉中的三氧化二銻。

對于實驗過程而言：

（1）所配制的硫酸鈰溶液靜置時間越長，溶液濃度越穩(wěn)定。如果硫酸鈰溶液使用較為頻繁需要一周標定一次，使用不頻繁需要用時標定。

（2）復(fù)合澄清劑稱樣量為0.2～0.5 g，銻粉稱樣量為0.1～0.15 g，可根據(jù)配制硫酸鈰溶液的滴定度和對不同滴定管的選擇計算得出合適自己實驗室的樣品稱樣量。