实现低温下二氧化硫直接还原为元素硫
作者：张佳欣 发布时间：2020年11月03日 浏览量：800 字体大小： A+ A-
在单个催化步骤中二氧化硫到元素硫的低温转化仍然难以实现。据物理学家组织网10月28日最新消息，美国宾夕法尼亚州立大学研究人员研究出一步式低温等离子体催化二氧化硫工艺，该工艺可实现在低温下将二氧化硫直接还原为元素硫。据介绍，这项技术利于能源节约和环境保护。该研究发表在著名期刊《ACS催化》和最新一期的《催化》杂志上。
“二氧化硫会引起诸如酸雨之类的严重环境问题，并且可能导致海洋酸化，”宾夕法尼亚州立大学EMS能源研究所副研究员王晓星（音译）说，“硫也有助于细颗粒物在空气中的悬浮，这可能比二氧化硫本身带来的危害更严重。”
据《柳叶刀》发布的2015全球疾病负担研究报告估计，PM2.5长期暴露会造成420万人过早死亡和1亿多伤残调整寿命年，该寿命年可衡量因疾病、残疾或死亡所致的寿命损失年数。
王晓星认为，当前的脱硫技术并非完美无缺。例如，烟气脱硫过程会产生大量需要处理的金属硫酸盐形式的固体废物。此外，这些工艺产生的废水需要额外处理，成本高昂，对环境也不友好。另外，二氧化硫可以通过催化作用还原为固体元素硫。然而，传统的催化工艺通常需要较高的温度才能达到较高的转化率。科学家称，这种方法会消耗大量能量并降低催化剂的活性。
王晓星和他的同事测试了一种新技术，即一步式低温等离子体辅助催化工艺，该工艺无需高温，并且产生的废物比烟气脱硫技术少得多。整个工艺过程中，催化剂表现出非常好的稳定性，没有失去活性和选择性。同时发现，该过程极大地促进了低温下二氧化硫的还原，使用氢气和甲烷时，二氧化硫的转化率分别从148%和87%提高至200%和120%。
工程设计、技术与专业项目学院助理教授肖恩·奈赫特表示，结果显示，电子能够在比热催化低得多的温度下，通过裂解和激发反应物引发化学反应。如果这些反应能在比典型热催化温度低得多的温度下进行，那么未来系统的功率输入将大大减少。
王晓星补充说，使用等离子可使他们仅用10瓦电就能达到最佳性能。另一个优势是可再生能源，如风能或太阳能，可以很容易地应用到这个过程中，为等离子体提供电力。
报道称，该工艺极有可能取代当前的烟气脱硫技术。
来源：科技日报
