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歧化反应在利用甲烷还原 SO2 以灵活回收元素硫或硫化物中的作用

Environmental Science & Technology ( IF 10.8 ) Pub Date : 2023-12-27 , DOI: 10.1021/acs.est.3c08714
Xiaoming Sun 1, 2 , Wenjun Huang 1 , Xiangyu Jia 1 , Zhisong Liu 1 , Xi Feng 3 , Haomiao Xu 1 , Zan Qu 1 , Naiqiang Yan 1, 2
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由于高能垒和SO 2引起的催化剂中毒,用CH 4还原SO 2产生元素硫(S 8 )或其他硫化物通常具有挑战性。在此,我们报道了由H 2 S再循环引起的歧化反应(CR)显着加速了反应,改变了反应途径并使得能够灵活地将产物从S 8调整为硫化物。结果表明,与直接还原(DR)所需的800℃相比,SO 2在650℃的较低温度下即可完全还原为H 2 S,有效消除了催化剂中毒。动力学速率常数显着提高,650 °C 时的 CR 值比 750 °C 时的 DR 高约 3 倍。此外,H 2 S 的表观活化能从 128 kJ/mol 降低至 37 kJ/mol,从而改变了反应路线。该 CR 解决了与强大的硫氧键活化相关的挑战并增强了 CH 4解离。在此过程中,具有Co促进剂的分散良好的层状MoS 2微晶(CoMoS)充当活性物质。 H 2 S促进歧化反应,将SO 2还原成初生硫(S x *)。随后,CH 4在不存在SO 2的情况下有效地激活CoMoS,形成H 2 S。这将机制从D​​R中的Mars-van Krevelen (MvK)转变为CR中的连续Langmuir-Hinshelwood (LH)和MvK。此外,它还通过这种快速活化反应途径减轻硫酸化中毒。 这种独特的歧化反应为硫资源的高效利用提供了新的策略。




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更新日期:2023-12-27
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