硫化氢的氧化还原原理

科学家们通过巧妙地在二氧化硅粉末颗粒表面点缀了金色的纳米颗粒，这些颗粒就像小小的“岛屿”，与特定波长的可见光进行强烈的相互作用，共同协作，催化硫化氢在光照条件下转变为氢气（参见艺术图）。

来源于物理学家网的图片显示，这项技术的研发动态。

对于人们常闻到的有臭鸡蛋味道的气体——硫化氢，它在许多下水道、堆场及垃圾填埋场中经常出现。特别是在炼油厂和石化厂等行业，这些场所每年都会产生大量这种有毒的副产品。为了解决这一难题并充分利用这些废气，莱斯大学的化学家娜奥米哈拉斯及其团队做出了突出的贡献。他们使用金光催化剂，仅仅通过一个步骤就将硫化氢转化为氢气与硫。令人兴奋的是，这一过程所需的能量仅来源于光能。

哈拉斯解释道，他们的催化剂在二氧化硅粉末颗粒表面布满了像岛屿般的金纳米颗粒，这些颗粒每个的直径约为百亿分之一米。当这些金纳米颗粒与特定波长的可见光结合时，会发生强烈的相互作用，产生所谓的等离子体反应。这些反应会生成“热载体”，即高能量的电子，这些电子虽然寿命短暂，但却能够驱动催化过程。

最新的研究结果表明，通过LED灯产生的热载体光催化作用，能够直接且有效地将硫化氢转化为氢气和硫。这与传统的炼油厂硫化氢分解技术——“克劳斯工艺”形成鲜明对比。“克劳斯工艺”虽然也能产生硫，但并不产生氢气，而是将氢转化为水。“克劳斯工艺”的步骤繁琐且复杂，还需要将燃烧室加热到高温。

哈拉斯及其团队的目标是对此新工艺进行持续优化，降低其成本并提高其效率。他们希望能够从下水道气体、动物粪便等源头有效地清除硫化氢。值得一提的是，这种新工艺只需要利用可见光而无需外部加热，因此通过使用可再生的太阳能或高效的固态LED照明就能实现。这一工艺简单高效的同时还使得产生的氢气成为当前备受欢迎的氢经济的重要部分。（科技日报）