CN113522004A - 一种cigs尾气净化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种CIGS尾气净化剂及其制备，包括50～80 wt%水滑石载体、5～35 wt%活性组分高锰酸盐，其特征在于新增5～25 wt%的成型润滑剂，其中成型润滑剂为滑石粉、硬脂酸镁、硬脂酸、干淀粉以及石蜡中的任意一种或多种；包括溶液A、溶液B、溶液C、水滑石滤饼的制备步骤，将水滑石滤饼破碎至粉末状，然后将溶液C直接加入到水滑石粉末中，控制高锰酸盐的含量为5～35 wt%，并加入5～25 wt%的成型润滑剂进行混合搅拌均匀，最后压片成型，得到所述的CIGS尾气净化剂。本发明有益效果：成型润滑剂的加入，能显著提升净化剂的强度，避免脱硫剂结构的坍塌，提高了脱硫剂的使用寿命和穿透硫容；直接混合法负载活性组分提高了活性组分的利用率，节省生产成本。
Description
技术领域
本发明属薄膜太阳能电池技术领域，涉及一种铜铟镓硒薄膜太阳能电池，具体涉及一种CIGS尾气净化剂及其制备方法。
背景技术
铜铟镓硒（CuIn1-xGaxSe2，CIGS）薄膜太阳能电池作为一种新型光伏电池，具有高效率、低成本和长寿命的多重优势，是真正适合中国国情的可再生能源技术，具有广阔的发展前景。然而，CIGS薄膜太阳能电池在制备过程中会必不可少地产生一定的有害尾气，其所含的H2S和H2Se均为剧毒气体，会严重危害人们的身体健康和造成严重的环境污染等问题，不能够直接将尾气排放到大气中。因此，CIGS太阳能薄膜电池工厂产生的尾气必须要经过严格的 “尾气脱硫净化处理”使其达到国家规定的排放标准后才能够排放到大气中。
目前，国内外常用的脱硫方法分为湿法脱硫和干法脱硫。湿法脱硫在脱硫过程中会产生大量的废液，易造成二次污染，从而显著增加后续再处理成本，因此不适用于CIGS尾气的净化。干法脱硫主要包括物理吸附法、克劳斯氧化法和催化氧化脱硫。其中，物理吸附法和克劳斯氧化法脱硫的脱硫精度不高，因此已不能顺应当今行业精脱硫的趋势。催化氧化脱硫具有精度高、废固量少、能耗低的优势，因此，其逐渐成为脱硫行业首选的脱硫方法。
目前，国内常用的催化氧化脱硫催化剂的活性组分为金属氧化物，其在脱硫过程中所需的反应温度通常要≥180℃，而CIGS薄膜太阳能电池生产线尾气为环温，若采用传统的金属氧化物脱硫剂进行尾气净化处理，则需要对尾气进行加热升温，这将进一步增加CIGS薄膜太阳能电池的生产成本。
专利公开号为CN112958078A提供了一种CIGS尾气处理净化剂及其制备方法，该专利中将高锰酸根通过过量浸渍法负载于水滑石表面，所制备的尾气净化剂具有优异的常温脱硫性能；但由于该尾气净化剂中的高锰酸根是通过过量浸渍法负载的，导致尾气净化剂的制备过程中会产生大量含有高锰酸根离子的废液。废液需要经过净化处理才能够排放，从而增加尾气净化剂的生产成本；另外，废液中的高锰酸根离子很难进行回收利用，导致活性组分高锰酸根的浪费，这也会进一步增大尾气净化剂的生产成本。不仅如此，该专利(CN112958078A)中制备的尾气净化剂的强度较低，导致所制备的净化剂在实际的脱硫过程中会出现颗粒粉化的现象，从而堵塞反应器管道。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有CIGS尾气处理净化剂存在的活性组分利用率低、生产成本高以及颗粒易粉化问题，提供一种CIGS尾气净化剂及其制备方法；本发明所述净化剂能够在低温（15-150℃）条件下将CIGS尾气中的H2S和H2Se气体高效净化至ppb级别，并且净化剂的制备方法简单，制备过程中无废液产生，成本较低，易于工业化生产；另外，本发明制备的尾气净化剂成型强度大，避免了脱硫过程中颗粒的粉化。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种CIGS尾气净化剂，包括50～80 wt%的水滑石载体、5～35 wt%的活性组分高锰酸盐，其特征在于新增以下重量百分比的原料：5～25 wt%的成型润滑剂，其中成型润滑剂为滑石粉、硬脂酸镁、硬脂酸、干淀粉以及石蜡中的任意一种或多种。
进一步，所述水滑石为二元或三元水滑石。
进一步，所述一种CIGS尾气净化剂，其特征在于由以下质量分数的原料组成：60～75 wt%的水滑石载体、7～25 wt%的活性组分为高锰酸盐、10～25 wt%的成型润滑剂，其中水滑石为二元或三元水滑石，成型润滑剂为滑石粉、硬脂酸镁、硬脂酸、干淀粉以及石蜡中的任意一种或多种的组合。
进一步，所述水滑石中的二价金属阳离子为Mg2+、Ni2+、Zn2+、Cu+、Mn2+中的任意一种金属离子或多种金属离子的组合；
进一步，所述水滑石中的三价金属阳离子Al3+、V3+、In3+、Fe3+中的任意一种金属离子或多种金属离子的组合。
一种CIGS尾气净化剂的制备方法，包括溶液A、溶液B、溶液C、水滑石滤饼的制备步骤，其特征在于增加如下步骤：
将水滑石滤饼破碎至粉末状，然后将溶液C直接加入到水滑石粉末中，控制高锰酸盐的含量为5～35 wt%，并加入5～25 wt%的成型润滑剂进行混合搅拌均匀，最后压片成型，得到所述的CIGS尾气净化剂。
本发明以通过共沉淀法制备的二元或三元水滑石为载体，将活性组分的溶液直接与载体进行混合，然后加入成型润滑剂进行压片成型，从而制备出一种在低温下(15-150℃)具有高活性的环保型尾气净化剂；该方法制备得到的尾气净化剂净化效率高，其能够在低温下(15-150℃)将CIGS尾气中的H2S和H2Se气体由300-5000ppm降低至10-100ppb，从而实现CIGS尾气的绿色无污染排放；且其因为成型润滑剂的加入，增强了净化剂的强度，避免了在尾气净化过程中脱硫剂出现结构坍塌的现象，有利于提高脱硫剂的使用寿命和穿透硫容。
本发明的有益效果：
本发明所述的净化剂组分简单，因成型润滑剂的加入，能够显著提升原有净化剂的强度，避免了在尾气净化过程中脱硫剂出现结构坍塌的现象，有利于提高脱硫剂的使用寿命和穿透硫容；采用直接混合法负载活性组分提高了活性组分的利用率，降低了净化剂的生产成本；采用压片成型的方式生产，生产成本低且便于放大生产，具有广阔的工业化应用前景。
附图说明
图1是本发明实施例1中载体Mg2.5Al-LDH的X射线衍射图；
图2是本发明实施例1制备的尾气净化剂的SEM图；
图3是本发明实施例3制备的尾气净化剂的N2吸脱附曲线图；
图4是本发明实施例3制备的尾气净化剂的孔径分布图。
具体实施方式
实施例1
本实施例载体为Mg2.5Al-LDH，净化剂中Mg2.5Al-LDH的质量分数为75 wt%；活性组分为高锰酸钾，高锰酸钾的质量分数为10 wt%；成型润滑剂为硬脂酸镁，硬脂酸镁的质量分数为15 wt%。
上述尾气净化剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将0.05 mol硝酸镁和 0.02 mol的氯化铝溶于70 mL去离子水中，Mg2+和Al3+的摩尔比为2.5:1，得到Mg2+浓度为0.71 mol/L，Al3+浓度为0.29 mol/L的溶液A；
S2、将3 mol沉淀剂碳酸钠溶于250 mL去离子水中，得到沉淀剂浓度为12 mol/L的溶液B；
S3、将0.01 mol高锰酸钾溶于100 mL去离子水中，得到高锰酸根浓度为0.1 mol/L的溶液C；
S4、在80℃下将步骤S2中的溶液B缓慢滴入步骤S1的溶液A中，当溶液的PH值达到8～9时停止滴加，然后继续反应5 h，反应结束后得到粗产物；
S5、将步骤S4中得到的粗产物取出过滤，得到固体滤饼，滤饼用去离子水洗涤3次；
S6、将固体滤饼放置于鼓风干燥箱中进行干燥（100℃干燥15h），得到干燥的水滑石载体；
S7、将水滑石载体破碎至粉末状，然后取50 mL的溶液C直接加入到水滑石粉末中，并加入1.2 g的硬脂酸镁进行混合搅拌均匀，最后压片成型，得到所述的尾气净化剂。
实施例2
本实施例载体为Mg3Al-LDH，净化剂中载体Mg3Al-LDH的质量分数为80 wt%，活性组分高锰酸钾的质量分数为10 wt%，成型润滑剂滑石粉的质量分数为10 wt%。
上述尾气净化剂的制备方法与实施例1基本一致，区别在于步骤S1和S7，具体为：
S1、 将0.06 mol的硝酸镁和 0.02 mol的硝酸铝溶于70 mL去离子水中，Mg2+和Al3 +的摩尔比为3:1，得到Mg2+浓度为0.86 mol/L，Al3+浓度为0.29 mol/L的溶液A；
S7、将水滑石载体破碎至粉末状，然后取60 mL的溶液C直接加入到水滑石粉末中，并加入1.0 g的滑石粉进行混合搅拌均匀，最后压片成型，得到所述的尾气净化剂。
实施例3
本实施例载体为NiMgAl-LDH，净化剂中载体NiMgAl-LDH的质量分数为65 wt%，活性组分高锰酸盐的质量分数为15 wt%，成型润滑剂硬脂酸镁和硬脂酸的质量分数为20%。
上述尾气净化剂的制备方法与实施例1基本一致，区别在于步骤S1、S3、S4、S7，具体为：
S1、将0.04 mol的硝酸镍、0.04 mol的硝酸镁以及 0.04 mol的硝酸铝溶于70 mL去离子水中，(Ni2++Mg2+)和Al3+的摩尔比为2:1，得到Ni2+浓度为0.57 mol/L，Mg2+浓度为0.57 mol/L，Al3+浓度为0.67 mol/L的溶液A；
S3、将0.02 mol高锰酸钙和0.02 mol高锰酸钠溶于100 mL去离子水中，得到高锰酸盐浓度为0.4 mol/L的溶液C；
S4、在100℃下将步骤S2中的溶液B缓慢滴入步骤S1的溶液A中，当溶液的PH值达到8～9时停止滴加，然后继续反应8 h，反应结束后得到粗产物；
S7、将水滑石载体破碎至粉末状，然后取114 mL的高锰酸盐溶液C直接加入到水滑石粉末中，并加入2.4 g的硬脂酸镁和硬脂酸进行混合搅拌均匀，最后压片成型，得到所述的尾气净化剂。
实施例4
本实施例载体为Mg2Zn2Fe-LDH，净化剂中载体Mg2Zn2Fe-LDH的质量分数为70 wt%，活性组分高锰酸盐的质量分数为22 wt%，成型润滑剂石蜡的质量分数为8 wt%。
上述尾气净化剂的制备方法与实施例1基本一致，区别在于步骤S1、S3、S4，S7具体为：
S1、将0.1 mol硝酸锌、0.1 mol硝酸镁以及 0.05 mol的硝酸铁溶于70 mL去离子水中，(Zn2++Mg2+)和Al3+的摩尔比为4:1，得到Zn2+浓度为1.43 mol/L，Mg2+浓度为1.43 mol/L，Al3+浓度为0.71 mol/L的溶液A；
S3、将0.02 mol高锰酸钡和0.02 mol高锰酸钾溶于200 mL去离子水中，得到高锰酸盐浓度为0.2 mol/L的溶液C；
S4、在120℃下将步骤S2中的溶液B缓慢滴入步骤S1的溶液A中，当溶液的PH值达到8～9时停止滴加，然后继续反应10 h，反应结束后得到粗产物；
S7、将水滑石载体破碎至粉末状，然后取306 mL的高锰酸盐溶液C直接加入到水滑石粉末中，并加入1.76 g的石蜡进行混合搅拌均匀，最后压片成型，得到所述的尾气净化剂。
本发明在使用时，将尾气净化剂放入石英管反应器中，然后直接通入少量的空气和含有H2S和H2Se气体的混合气（混合气中以氮气为载气），在常温(25℃)常压下进行反应；通过色谱分析仪检测尾气进出口中的H2S和H2Se气体浓度，当尾气出口中H2S和H2Se气体浓度达到进口浓度的千分之一时即认为净化剂已经穿透，停止反应并计算净化剂的穿透硫容。
对实施例1至实施例4的净化剂进行X射线衍射测试、SEM表征、BET表征以及尾气处理性能测试。
X射线衍射测试在荷兰帕纳科分析仪器公司生产的X’Pert PRO MPD型X射线衍射仪上进行（测试参数：电压、电流分别为40 kV，为 40 mA）。
SEM测试通过日本电子生产的扫描电镜（SEM，JSM-7001F）来表征制备的尾气净化剂的形貌。
通过美国康塔公司生产的比表面与孔径分析仪（NOVA-3200e）对净化剂进 行物理性质的表征，从而得到净化剂的 N2 吸附/脱附曲线、比表面积、孔体积以及孔径分布结果。
尾气净化性能测试：将各实施例的净化剂压片破碎，分别筛选60~80目(颗粒尺寸小是为了排除气体外扩散的影响)的尾气净化剂0.5 g，将其放置于石英管反应器中，净化剂底部和顶部分别用石英棉填充，避免因小颗粒被气体吹走而影响测试的结果。然后在常温常压下通入空气和含有H2S和H2Se气体的混合气（混合气中以氮气为载气，H2S=1000 ppm，H2Se=100 ppm）。性能测试实验时保持环境温度为25℃，空气流速设置为3 mL/min，混合气的流速设置为250 mL/min。性能测试结果对比见表1：
从表1中可以看出本发明实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制备的尾气净化剂均具有优异的尾气净化剂性能，经过净化处理后尾气中H2S气体和H2Se气体的浓度分别在27～41ppb和14～20ppb的范围内，远低于国家规定的恶臭物排放标准；另外，通过对反应后的净化剂进行定硫，发现所制备的尾气净化剂具有较高的穿透硫容。另外，实施例1、实施例2、实施例3、实施例4制备的尾气净化剂在脱硫反应结束后均未出现颗粒粉化的现象。通过颗粒强度测试仪分别测试了成型后颗粒的破碎强度，发现添加不同类型的成型润滑剂后，颗粒的破碎强度达到20～32N/cm（侧压），而未加成型润滑剂的颗粒破碎强度为10～18N/cm（侧压）。综上，添加成型润滑剂有利于增强净化剂颗粒的强度，避免了其在脱硫过程中出现颗粒粉化的现象，有利于提高净化剂的使用寿命和硫容。
图1为本发明实施例1中水滑石载体Mg2.5Al-LDH的XRD结果。从图1中可以看出其只有水滑石的特征衍射峰，该结果说明所制备的Mg2.5Al-LDH物相较纯，没有其它杂质的生成。
图2为本发明实施例1中所制备净化剂的SEM图。从图2中可以看出除了有载体Mg2.5Al-LDH的纳米片状结构外，还有一些堆积的块状结构。这些块状结构是来自于负载的高锰酸盐和成型润滑剂硬脂酸镁，其均匀分布在载体Mg2.5Al-LDH的表面。
图3和图4分别是本发明实施例3中所制备净化剂的N2吸脱附曲线和孔径分布结果。通过BET测试计算得到实施例3中所制备净化剂的比表面积和孔体积分别为103 cm2/g和0.6 cm3/g。净化剂的具有较的比表面积和孔体积有利于气体的扩散和暴露出较多的活性位点，从而促进活性组分与气体的接触和净化剂的尾气净化性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (6)
1.一种CIGS尾气净化剂，包括50～80 wt%的水滑石载体、5～35 wt%的活性组分高锰酸盐，其特征在于新增以下重量百分比的原料：5～25 wt%的成型润滑剂，其中成型润滑剂为滑石粉、硬脂酸镁、硬脂酸、干淀粉以及石蜡中的任意一种或多种。
2.根据权利要求1所述一种CIGS尾气净化剂，其特征在于：所述水滑石为二元或三元水滑石。
3.根据权利要求1所述一种CIGS尾气净化剂，其特征在于由以下质量分数的原料组成：60～75 wt%的水滑石载体、7～25 wt%的活性组分为高锰酸盐、10～25 wt%的成型润滑剂，其中水滑石为二元或三元水滑石，成型润滑剂为滑石粉、硬脂酸镁、硬脂酸、干淀粉以及石蜡中的任意一种或多种的组合。
4.根据权利要求2所述一种CIGS尾气净化剂，其特征在于：所述水滑石中的二价金属阳离子为Mg2+、Ni2+、Zn2+、Cu+、Mn2+中的任意一种金属离子或多种金属离子的组合。
5.根据权利要求2所述一种CIGS尾气净化剂，其特征在于：所述水滑石中的三价金属阳离子Al3+、V3+、In3+、Fe3+中的任意一种金属离子或多种金属离子的组合。
6.权利要求1-5所述的一种CIGS尾气净化剂的制备方法，包括溶液A、溶液B、溶液C、水滑石滤饼的制备步骤，其特征在于增加如下步骤：将水滑石滤饼破碎至粉末状，然后将溶液C直接加入到水滑石粉末中，控制高锰酸盐的含量为5～35 wt%，并加入5～25 wt%的成型润滑剂进行混合搅拌均匀，最后压片成型，得到所述的CIGS尾气净化剂。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113893679A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-07 | 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 | 一种cigs薄膜电池尾气用净化剂及其制备方法 |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991018835A1 (en) * | 1990-06-08 | 1991-12-12 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Ethylene sorbing substances |
| CN102950006A (zh) * | 2012-10-16 | 2013-03-06 | 大连瑞克科技有限公司 | 一种耐高温合成天然气甲烷化催化剂及其制备方法 |
| CN103127900A (zh) * | 2013-03-07 | 2013-06-05 | 清华大学 | 一种水滑石前驱体吸附剂及其制备方法 |
| CN104209084A (zh) * | 2013-06-05 | 2014-12-17 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种克劳斯尾气so2吸附剂及其制备和应用 |
| CN104560250A (zh) * | 2013-10-28 | 2015-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 净化剂及其制备方法 |
| CN104560251A (zh) * | 2013-10-28 | 2015-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 净化剂及其用途 |
| CN104888781A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-09-09 | 江苏三美化工有限公司 | 一种氟化催化剂的制备方法 |
| CN106622220A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-05-10 | 南京工业大学 | 一种加氢催化剂、制备方法及应用 |
| CN112958078A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-06-15 | 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 | 一种cigs尾气处理净化剂及其制备方法 |
-
2021
- 2021-08-11 CN CN202110765186.XA patent/CN113522004A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1991018835A1 (en) * | 1990-06-08 | 1991-12-12 | Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation | Ethylene sorbing substances |
| CN102950006A (zh) * | 2012-10-16 | 2013-03-06 | 大连瑞克科技有限公司 | 一种耐高温合成天然气甲烷化催化剂及其制备方法 |
| CN103127900A (zh) * | 2013-03-07 | 2013-06-05 | 清华大学 | 一种水滑石前驱体吸附剂及其制备方法 |
| CN104209084A (zh) * | 2013-06-05 | 2014-12-17 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种克劳斯尾气so2吸附剂及其制备和应用 |
| CN104560250A (zh) * | 2013-10-28 | 2015-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 净化剂及其制备方法 |
| CN104560251A (zh) * | 2013-10-28 | 2015-04-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 净化剂及其用途 |
| CN104888781A (zh) * | 2015-06-02 | 2015-09-09 | 江苏三美化工有限公司 | 一种氟化催化剂的制备方法 |
| CN106622220A (zh) * | 2016-10-28 | 2017-05-10 | 南京工业大学 | 一种加氢催化剂、制备方法及应用 |
| CN112958078A (zh) * | 2021-02-26 | 2021-06-15 | 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 | 一种cigs尾气处理净化剂及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 张继光主编: "《催化剂制备过程技术》", 30 June 2004, 中国石化出版社 * |
| 张蕾: "《烟气脱硫脱硝技术及催化剂的研究进展》", 31 August 2016, 中国矿业大学出版社 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113893679A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-07 | 中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司 | 一种cigs薄膜电池尾气用净化剂及其制备方法 |
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