[導讀] 據介紹,這項工作利用太陽能光催化和光電催化,為解決天然氣和石油化工過程中產生的大量硫化氫資源高值化轉化提供了一個新途徑。

中澳科學家讓工業(yè)污染物硫化氫變廢為寶

科技日報訊 （記者李大慶）記者從中國科學院大連化學物理研究所獲悉，近日，該所潔凈能源國家實驗室太陽能研究部李燦院士領導的團隊和澳大利亞昆士蘭大學納米材料中心逯高清（Max Lu）、王連洲團隊合作，在光電催化—化學耦合分解硫化氫研究中取得重要進展、將工業(yè)污染物硫化氫分解為重要化學品單質硫和能源分子氫，可謂變廢為寶。相關研究成果發(fā)表在近期出版的《德國應用化學》上，并被評為“hot paper”（熱點文章）。

硫化氫作為一種有毒的化學品，廣泛存在于自然界中（例如天然氣中），特別是大量副產于大規(guī)模的石油加氫精制過程中。由于其強烈的毒性，硫化氫本身的資源價值未被充分認識。傳統(tǒng)的克勞斯處理方法可以將硫化氫部分氧化得到硫和水，然而卻損失了氫，不能充分利用硫化氫資源。因此，開發(fā)一種能夠同時得到氫和硫的硫化氫轉化綠色技術十分必要。

大連化物所于2009年發(fā)展了雙助光催化劑（鉑、硫化鈀/硫化鎘）體系，在可見光下以硫化氫作為原料可以高效制氫（量子效率高達93%），此工作得到中石化的重視，已完成實驗室小型放大試驗。該所畢業(yè)的宗旭博士在昆士蘭大學做博士后期間提出了一種創(chuàng)新的硫化氫轉化工藝過程，與大連化物所李燦院士領導的太陽能研究部合作，實現了光電催化—化學耦合分解硫化氫，同時得到氫氣和硫。該過程涉及兩個反應步驟，第一步利用氧化還原電對的氧化態(tài)高效捕獲硫化氫得到硫和還原態(tài)，第二步是光電催化還原質子產氫，同時將電對的還原態(tài)氧化。利用氧化還原電對的循環(huán)，將兩個高效的反應過程耦合起來，實現了光電驅動的硫化氫的轉化。實驗表明，該體系可以實現硫化氫的連續(xù)高效轉化。

據介紹，這項工作利用太陽能光催化和光電催化，為解決天然氣和石油化工過程中產生的大量硫化氫資源高值化轉化提供了一個新途徑。