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太阳能光解硫化氢制氢催化剂设计与工艺研究|阿里彩票登录
来源:阿里彩票登录    发布时间:2020-11-21 20:54:02

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黑龙江省科学院石油化学研究所完成的太阳能吸收硫化氢制氢催化剂设计及工艺研究项目,近日通过了黑龙江省科技厅组织的专家竣工验收。硫化氢是一种有臭味、高毒性、腐蚀性的酸性气体,是石油炼制、天然气加工等化学合成过程的副产品。

我国硫化氢废气可超过800 ~ 1000万吨/年。克劳斯工艺在我国硫化氢废气处理中应用广泛,将硫化氢部分水解为水和硫,其中的氢气不被再利用。氢气是未来最有希望替代化石燃料的能源。目前,工业氢气是由轻烃、煤、天然气、甲醇等生产的。

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通过水的蒸汽重整或电解,成本高、价格高,不能广泛用作燃料。光催化和光化学分解硫化氢制氢的反应条件恶化,因此可以利用廉价丰富的太阳能,不仅可以实现太阳能的转化和利用,而且可以降低生产成本,具有很高的研究价值和应用前景。

黑龙江省科学院石油化学研究所研究员白雪峰领导的课题组,在黑龙江省杰出青年科学基金和国家863项目的反对下,针对炼油厂和天然气工业生产过程中不存在的环境污染和氢气资源浪费问题,对光催化和光化学分解制氢催化剂的设计和工艺进行了系统研究。该研究组采用共沉淀法制备了一系列高能级CdxZn1-xS固溶体光催化剂。

Cd0.7Zn0.3S的平均光催化产氢速率为11.1 mmol/(GH);采用空气干燥提纯水热法制备了硫化镉/硫、氮二氧化钛、硫化镉/碳二氧化钛和硫化镉/氮二氧化钛填充的光催化剂,红外催化剂的制氢性能比未改性的低2倍。溶胶沉积法制备的CdS/HY和CdS/Al-MCM-41阻性光催化剂形成了分子尺寸稳定的纳米CdS簇,可提高电荷分离效率和光催化产氢效率,是单组分CdS的5 ~ 6倍。

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紫外光(特征波长为253.7nm)催化剂可以分解硫化氢,在光化学分解和光催化反应之间产生协同效应。分解制氢的平均速率为4.04mL/Wh,远高于红外催化制氢。通过XRD、TG、IR、XPS、SPS、ICP、SEM、TEM等手段,将催化剂的结构与光化学性能紧密联系起来,并解释了光催化分解硫化氢提高制氢效率的机理,为该技术的进一步应用提供了依据。

本研究目前已申请国家发明专利4项,其中1阿里彩票项已获授权。【阿里彩票登录】。

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