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”xiangmudezhichixia，zhenduilianyouchanghetianranqigongyeshengchanguochengzhongcunzaidehuanjingwuranheqingziyuanlangfeidengwenti，jiuguangcuihuaheguanghuaxuefenjieliuhuaqingzhiqingcuihuajishejiyugongyijinxingleshenruxitongdeyanjiu。 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TEMdengfenxishouduan，duicuihuajidejiegouheguanghuaxuexingzhijinxinglebiaozheng，chanshuletigaoguangcuihuafenjieliuhuaqingzhiqingxiaolvdejili，duigaijishujinyibuyingyongtigongleyiju。