大連化物所提出綠色途徑利用天然氣中的有害氣體

近日，大連化物所催化基礎(chǔ)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、太陽(yáng)能研究部李燦院士、宗旭研究員、馬偉光博士等人發(fā)展電催化技術(shù)，在天然氣中二氧化碳和硫化氫源化轉(zhuǎn)化研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)研究成果發(fā)表在《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angew.Chem.Int.Ed.）上。

天然氣的主要成分為甲烷，同時(shí)伴隨產(chǎn)生二氧化碳硫化氫等酸性氣體。這些氣體通常是無(wú)用甚至有害的，對(duì)天然氣的開采、運(yùn)輸、加工和使用造成困難。更為嚴(yán)重的是，一些天然氣田因?yàn)楦邼舛榷趸己土蚧瘹涞拇嬖?，直接?dǎo)致不能開發(fā)。將天然氣中二氧化碳和硫化氫氣體資源化轉(zhuǎn)化利用不但可以“變廢為寶”，而且能夠解決天然氣開采和使用的問題，是兼具經(jīng)濟(jì)和環(huán)境雙重效益的理想策略。

長(zhǎng)期以來(lái)，科研人員的主要精力聚焦在使用Claus技術(shù)將硫化氫催化燃燒為元素硫和水來(lái)消除硫化氫，但是將二氧化碳和硫化氫同時(shí)資源化轉(zhuǎn)化的方法鮮有報(bào)道。在本工作中，該團(tuán)隊(duì)提出并實(shí)現(xiàn)了一種光電驅(qū)動(dòng)的將二氧化碳和硫化氫協(xié)同轉(zhuǎn)化為化學(xué)品的策略。該策略以廉價(jià)非貴金屬為陰極催化劑還原二氧化碳、以石墨烯為陽(yáng)極催化劑氧化硫化氫，利用化學(xué)環(huán)反應(yīng)將硫化氫氧化為單質(zhì)硫磺和質(zhì)子，質(zhì)子和電子被用于二氧化碳電化學(xué)還原生成一氧化碳，凈化結(jié)果是實(shí)現(xiàn)了計(jì)量化學(xué)反應(yīng)協(xié)同轉(zhuǎn)化。該工作通過電化學(xué)策略實(shí)現(xiàn)了二氧化碳和硫化氫協(xié)同轉(zhuǎn)化，為天然氣中有害氣體的凈化和資源化利用提供了一條兼具經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的綠色途徑。