一种CIGS尾气处理净化剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种CIGS尾气处理净化剂，包括水滑石，水滑石为二元或三元水滑石，水滑石浸渍负载有高锰酸根离子；水滑石中的二价金属阳离子为Mg

【技术实现步骤摘要】
一种CIGS尾气处理净化剂及其制备方法
本专利技术涉及环保材料
，具体是一种CIGS尾气处理净化剂及其制备方法。
技术介绍
CIGS太阳能薄膜电池作为一种新型光伏电池，具有转化效率高、成本低廉、使用寿命长等优势，并且我国还具有丰富的铟资源可供使用。因此，CIGS太阳能薄膜电池是真正适合中国国情的可再生能源技术，其具有广阔的发展前景。目前，CIGS太阳能薄膜电池的发展正处于蒸蒸日上的阶段，其市场需求量正逐渐增大。然而CIGS太阳能薄膜电池在制备过程中产生的尾气中含有大量的H2S和H2Se气体。H2S和H2Se均为剧毒性气体，会严重危害人类的生命和污染大气环境，因而不能够直接将CIGS的尾气排放到大气中。目前国内关于脱硫催化剂的研究主要是以负载型的金属氧化物为主，其活性组分主要为镍、钴、铁、铜、银、金、锰、钼、铬、锌、钨和钒等其中的一种或至少两种以上的金属氧化物。而已报道的金属氧化物脱硫催化剂主要是用于天然气、沼气、炼油厂、石油、煤炭、橡胶、造纸、染料、印染、制糖等行业的脱硫，而关于CIGS尾气的净化脱硫却鲜有报道和研究。另外，传统的金属氧化物脱硫剂在实际应用过程中所需的反应温度为90℃-250℃，其在30℃-80℃的温度区间内脱硫性能差。而CIGS尾气的温度为低温，如果采用传统的金属氧化物为净化剂进行脱硫则需要给尾气进行加热升温，这会大大增加尾气处理所需的能耗和成本。另外，CIGS尾气中还含有H2Se气体，因此传统的金属氧化物脱硫剂不适用于CIGS尾气的净化处理。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种CIGS尾气处理净化剂及其制备方法，该净化剂能够低温高效地对CIGS尾气中的H2S和H2Se净化处理，并且制备方法简单，易于推广使用。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种CIGS尾气处理净化剂，包括水滑石，水滑石为二元或三元水滑石，水滑石浸渍负载有高锰酸根离子。进一步的，所述水滑石中的二价金属阳离子为Mg2+、Ni2+、Zn2+、Co2+、Mn2+、Cu2+中的任意一种金属离子或两种以上金属离子的组合；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两种以上金属离子的组合。进一步的，所述净化剂中水滑石的质量分数为60～95wt%，高锰酸根的质量分数为3～40wt%。作为优选的，净化剂中水滑石的质量分数为65～85wt%，高锰酸根的质量分数为5～30wt%。本专利技术还提供一种CIGS尾气处理净化剂的制备方法，包括以下步骤：S1、将含二价金属阳离子和含三价金属阳离子的可溶性盐按2:1～3.5:1的摩尔比溶于去离子水中，完全溶解后得溶液A；S2、将沉淀剂溶于去离子水中，获得溶液B；S3、将高锰酸盐溶于去离子水中，获得溶液C；S4、将溶液B滴入溶液A中，然后将A、B混合液继续搅拌并反应，沉淀反应后获得粗产物；S5、将步骤S4得到的粗产物抽滤，洗涤，得到水滑石滤饼；S6、将水滑石滤饼分散于溶液C中，搅拌后进行抽滤、干燥，得到所述的CIGS尾气净化剂。进一步的，步骤S1中所述二价金属阳离子可溶性盐的浓度为0.5～3mol/L，三价金属阳离子可溶性盐的浓度为0.2～1.5mol/L。进一步的，步骤S2中所述沉淀剂为碳酸钠、氢氧化钠、碳酸氢钠、氨水、碳酸铵中的任意一种或两种以上；沉淀剂的的浓度为10～30mol/L。进一步的，步骤S3中所述高锰酸盐为高锰酸钾、高锰酸钙、高锰酸锌、高锰酸钡、高锰酸镁、高锰酸钠中的任意一种或两种以上；高锰酸盐的浓度为0.05～0.5mol/L。进一步的，步骤S4的反应温度为40～100℃，反应时间为3～15h。进一步的，步骤S5的洗涤次数为1～3次。进一步的，步骤S6中所述的干燥温度为15℃～60℃，干燥时间为12～36h。本专利技术的有益效果是：一、本专利技术通过沉淀法制备的二元或三元水滑石为基底，再浸渍负载高锰酸根为活性组分，从而得到一种在低温下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，其能够在室温下将CIGS尾气中的H2S和H2Se气体由100-5000ppm降低至5-20ppb，从而有效避免了H2S和H2Se气体对大气环境的污染问题。二、本专利技术制备的尾气净化剂在净化处理CIGS尾气中的H2S和H2Se气体时，不需要额外加热升温，降低了尾气处理的能耗和成本，提高了CIGS的社会经济效益。三、本专利技术制备的尾气净化剂为深紫色，当其与H2S和H2Se气体反应后，其颜色由紫色变为棕褐色且表面能够观察到黄色的硫单质。因此，可以通过净化剂颜色的变化来直接判断其活性组分是否完全参与反应。另外，该方法制备的尾气净化剂活性稳定，CIGS尾气中的氧含量和含水率对其尾气净化性能没有影响。四、该尾气净化剂的制备方法简单，便于工厂放大生产且成本较低，具有广阔的工业化应用前景。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：图1是本专利技术实施例一、三、六、十二得到的尾气净化剂的X射线衍射图；图2是本专利技术实施例一制备的尾气净化剂的SEM图；图3是本专利技术实施例三制备的尾气净化剂的SEM图；图4是本专利技术实施例六制备的尾气净化剂的SEM图；图5是本专利技术实施例十二制备的尾气净化剂的SEM图。具体实施方式实施例一本专利技术提供一种CIGS尾气处理净化剂，包括水滑石，水滑石为二元或三元水滑石，水滑石浸渍负载有高锰酸根离子。所述水滑石的化学通式为[M2+1-xM3+x(OH)2]x+(An-)x/n•mH2O，M2+和M3+分别代表水滑石层板上的二价和三价金属阳离子，An-代表水滑石层板间插层的阴离子，x为M3+/(M2++M3+)的摩尔比，m为水滑石层板间水分子的数目；所述M2+为Mg2+、Ni2+、Zn2+、Co2+、Mn2+、Cu2+中的任意一种金属离子或两种以上金属离子的组合。所述M3+为Al3+、V3+、In3+、Fe3+中的任意一种金属离子或两种以上金属离子的组合。本实施例水滑石为Mg2Al-LDH，净化剂中Mg2Al-LDH的质量分数为92wt%，高锰酸根的质量分数为7wt%。上述尾气净化剂的制备方法，包括以下步骤：S1、将0.04mol硝酸镁和0.02mol的硝酸铝溶于60mL去离子水中，Mg2+和Al3+的摩尔比为2:1，得到Mg2+浓度为0.67mol/L，Al3+浓度为0.33mol/L的溶液A；S2、将3mol沉淀剂氢氧化钠溶于300mL去离子水中，得到沉淀剂浓度为10mol/L的溶液B；S3、将0.01mol高锰酸钾溶于200mL去离子水中，得到高锰酸根浓度为0.05mol/L的溶液C；S4、在45℃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3h，反应结束后得到粗产物；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CIGS尾气处理净化剂，其特征在于，包括水滑石，水滑石为二元或三元水滑石，水滑石浸渍负载有高锰酸根离子。/n

【技术特征摘要】
1.一种CIGS尾气处理净化剂，其特征在于，包括水滑石，水滑石为二元或三元水滑石，水滑石浸渍负载有高锰酸根离子。


2.根据权利要求1所述的一种CIGS尾气处理净化剂，其特征在于，所述水滑石中的二价金属阳离子为Mg2+、Ni2+、Zn2+、Co2+、Mn2+、Cu2+中的任意一种金属离子或两种以上金属离子的组合；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两种以上金属离子的组合。


3.根据权利要求1或2所述的一种CIGS尾气处理净化剂，其特征在于，所述净化剂中水滑石的质量分数为60～95wt%，高锰酸根的质量分数为3～40wt%。


4.一种CIGS尾气处理净化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将含二价金属阳离子和含三价金属阳离子的可溶性盐按2:1～3.5:1的摩尔比溶于去离子水中，完全溶解后得溶液A；
S2、将沉淀剂溶于去离子水中，获得溶液B；
S3、将高锰酸盐溶于去离子水中，获得溶液C；
S4、将溶液B滴入溶液A中，然后将A、B混合液继续搅拌并反应，沉淀反应后获得粗产物；
S5、将步骤S4得到的粗产物抽滤，洗涤，得到水滑石滤饼；
S6、将水滑石滤饼分散于溶液C中，搅拌后进行抽滤、干燥，得到所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贵祥，陆彬，陈卓，唐迪，周可可，邱亚，侯金磊，张鹏，
申请(专利权)人：中建材蚌埠玻璃工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34