[2014年08月14日]

太阳能光电催化-化学耦合资源化硫化氢研究取得新进展

我组同澳大利亚昆士兰大学纳米材料中心王连洲教授团队合作,继在太阳能光电催化-化学耦合分解硫化氢制氢研究工作取得重要进展的基础上(Angew. Chem. Int. Ed., 2014, 53: 4399-4403),最近在硫化氢光电催化-化学耦合选择性氧化研究中取得新进展,研究结果发表在Energy Environ. Sci. (2014, DOI: 10.1039/c4ee01503g)。

工业中处理硫化氢的克劳斯工艺将硫化氢氧化为单质硫和水,未能充分利用硫化氢资源。该工作提出了一种创新的硫化氢转化过程,通过光电催化-化学反应将阳极和阴极反应有效耦合,实现了硫化氢的选择性氧化,得到单质硫和双氧水产品。该过程中的阳极反应利用I3-/I-电对的氧化态I3-高效捕获H2S得到硫和还原态I-,并且通过后续的光电化学反应将I-氧化为初始氧化态I3-。阴极反应通过采用氢化蒽醌/蒽醌电对的还原态氢化蒽醌和空气反应得到双氧水和蒽醌,并且通过后续的光电化学反应将蒽醌还原为初始还原态氢化蒽醌。该反应通过两种氧化还原电对的作用实现了仅利用太阳能驱动下硫化氢的选择性氧化,一步得到重要的化工产品双氧水和单质硫,优化了传统工业先制备氢、再制备双氧水的两步法。该工作实现了“变废为宝”的化学转化过程,为天然气和石油化工过程中产生的大量H2S资源高值化转化提供了一种新的思路。(文:宗旭 图:宗旭 )

Article
Xu Zong, Hongjun Chen, Brian Seger, Thomas Pedersen, Matthew S. Dargusch, Eric W. McFarland, Can Li*, and Lianzhou Wang*
Energy & Environmental Science, 2014, DOI: 10.1039/c4ee01503g
http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/ee/c4ee01503g#!divAbstract

 







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