《自偏壓光電催化資源化處理H2S的性能與反應機制》是依託上海交通大學，由白晶擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：自偏壓光電催化資源化處理H2S的性能與反應機制
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：白晶
- 依託單位：上海交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
硫化氫是污染處理和工業副產物中常見的有捆重承毒有害污染物，其資源化安全處置有重要意義。利用太陽光光電催化技術可以將硫化氫資源化分解為單質硫和氫氣，但是請潤乎恥現有光電催化技術需要外加偏電壓而耗能，同時光電極姜探紋穩定性差、效率低，限制了套用。項目以結構高度有序、光生電荷遷移性能好的金屬鈦基TiO2納米管陣列（TNA）為光陽極基底材料，利用TNA與具有二維層狀結構的MoS2構成異質結，形成具有三維結構、內電場結構、比表面積大、穩定性好的MoS2/TNA/Ti光陽極材料；以金屬銅基Cu2O納米線陣列阿抹煮地為光陰極基底材料，利用ZnO與Cu2O形成的異質結，具有多支納米線結構、內電場結構、比表面積大、穩定性好的特點，製備ZnO/Cu2O/Cu光陰極材料；在此基礎上，建立可采凳灑見光回響的、具有自偏壓功能的、高效光電催化資源化安全處置H2S的系統與方法，並研究光陽極、光陰極以及反應系統分解硫化氫產氫、產硫訂試趨的相關性能與微觀機制。
結題摘要
硫化氫（H2S）是一種有毒有害的廢氣，廣泛存在於厭氧廢水處理過程（硫酸鹽還原）中，也是石油化工、煤炭化工的副產物。硫化氫還能腐蝕工業設備。硫化氫的安全處置和資源化利用具有重要的意義。氫氣既是清潔能源，和單質硫又都是重要的化工原料，因此將H2S分解為S單質和氫氣的資源化途徑最引人關注。傳統分解H2S氣體的工藝方法中，所涉及到的反應裝置極其複雜，能耗高，處理成本較大。光催化燃料電池是一種新型的廢棄物資源化技術，可以克服傳統處理H2S氣體方法中的多種難題，本研究以製備新型穩定可見光回響的光陽極半導體材料和光陰極半導體材料為基礎，我們首次提出了自驅動處理硫化氫氣體的光催化系統。我們首先製備了具有可見光吸收和優異的光電化學性能的WO3光陽極和鉑修飾矽光陰極（Pt/SiPVC），然後由以上電極構建了自偏壓驅動的光電催化系統。基於以上體系，我們引入了I-/I3-這個特殊的循環氧化還原反應電子對，來促進S2-向單質硫的轉化，實現了H2S的完全分解，產氫和產硫效率分別為0.0131mmol h-1 cm-2和0.0135mmol h-1 cm-2，發電功率達到0.11 mW cm-2。由於氫氣不易存儲，我們進一步發展了氣體擴散電極，在陰極產生雙氧水，總產率分別達到了6.816 mg h-1和0.80mmol/L/h。基於光催化燃料電池頁嬸的H2S處理技術，可以為H2S的安全處置和資源化利用提供新的可持續發展方向。
