光催化分解硫化氫製氫研究獲進展

由黑龍江省科學院石油化學研究院完成的 “太陽能光解硫化氫製氫催化劑設計與工藝研究”項目，近日通過了由黑龍江省科技廳組織的專家驗收。 硫化氫是一種惡臭、劇毒、具有腐蝕性的酸性氣體，是石油煉製
、天然氣加工和其他化學合成工藝中產生的副產品，全國硫化氫排放可達到800萬～1000萬噸/年。我國對硫化氫廢氣的處理多采用Claus工gong藝yi
，即ji將jiang硫liu化hua氫qing部bu分fen氧yang化hua成cheng水shui和he硫liu磺huang，其qi中zhong的de氫qing並bing沒mei有you得de到dao回hui收shou利li用yong。氫qing能neng是shi最zui有you希xi望wang在zai未wei來lai替ti代dai化hua石shi類lei的de能neng源yuan
，目mu前qian工gong業ye用yong氫qing氣qi都dou是shi由you輕qing烴ting
、煤、天然氣及甲醇等通過蒸汽重整或電解水生產的
，成本高、價格貴，難以作為燃料被廣泛使用。 光guang催cui化hua和he光guang化hua學xue硫liu化hua氫qing分fen解jie製zhi氫qing工gong藝yi的de反fan應ying條tiao件jian緩huan和he
，可ke利li用yong廉lian價jia而er豐feng富fu的de太tai陽yang能neng，不bu僅jin可ke實shi現xian太tai陽yang能neng的de轉zhuan化hua利li用yong，而er且qie可ke以yi降jiang低di生sheng產chan成cheng本ben，具ju有you較jiao高gao的de研yan究jiu價jia值zhi和he應ying用yong前qian景jing。 黑龍江省科學院石油化學研究院研究員白雪峰指導的課題組，在黑龍江省傑出青年科學基金和國家“863”項xiang目mu的de支zhi持chi下xia，針zhen對dui煉lian油you廠chang和he天tian然ran氣qi工gong業ye生sheng產chan過guo程cheng中zhong存cun在zai的de環huan境jing汙wu染ran和he氫qing資zi源yuan浪lang費fei等deng問wen題ti
，就jiu光guang催cui化hua和he光guang化hua學xue分fen解jie硫liu化hua氫qing製zhi氫qing催cui化hua劑ji設she計ji與yu工gong藝yi進jin行xing了le深shen入ru係xi統tong的de研yan究jiu。 課題組采用共沉澱法，製備出可控能級的係列CdxZn1-xS固溶態型光催化劑，Cd0.7Zn0.3S光催化製氫速率可達11.1mmol/（g·h）；采用浸漬—焙燒—水熱合成法，製備了CdS/S、N-TiO2、CdS/C-TiO2和CdS/N-TiO2複合光催化劑，可見光催化製氫性能高於未摻雜改性的2倍；采用離子交換—沉積法製備的CdS/HY和CdS/Al-MCM-41負載型光催化劑，形成了穩定的、分子尺寸的納米CdS團簇，可提高電荷分離效率和光催化產氫效率，是單組分CdS的5～6倍。紫外光（特征波長為253.7nm）催化分解硫化氫製氫可產生光化學分解與光催化反應的協同作用，分解產氫速率可達4.04mL/W·h，遠高於可見光催化製氫。通過XRD、TG、IR、XPS
、SPS、ICP、SEM和TEM等deng分fen析xi手shou段duan，對dui催cui化hua劑ji的de結jie構gou和he光guang化hua學xue性xing質zhi進jin行xing了le表biao征zheng，闡chan述shu了le提ti高gao光guang催cui化hua分fen解jie硫liu化hua氫qing製zhi氫qing效xiao率lv的de機ji理li
，對dui該gai技ji術shu進jin一yi步bu應ying用yong提ti供gong了le依yi據ju。