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基于密度泛函理论下H2S 在单原子催化剂V/Ti2CO2 上的分解机理研究

2021-09-01周君慧敖志敏安太成

物理化学学报 2021年8期
关键词:催化剂

周君慧,敖志敏,安太成

广东工业大学环境健康与污染控制研究院,环境科学与工程学院,广东省环境催化与健康风险控制重点实验室和广州市环境催化与污染控制重点实验室,广州 510006

1 引言

随着工业化的加速推进,大量的化石燃料被广泛使用并伴随着大量的有毒气体排放,造成大气环境污染现象日益加剧,严重制约着经济的可持续发展1。其中硫化氢(H2S)气体作为化学工业排放的最具毒性的恶臭化合物之一,其主要来源是天然气开采、高温焦化以及原油炼制等工业过程2,3。据报道罗马尼亚黑海油气公司已经于2018年开始黑海(欧亚内陆海)天然气的生产,其底部的含H2S的酸性天然气储藏量大约为4.6 × 109吨4。硫化氢的排放不仅对生态环境会造成破坏,而且对人类也会产生较大威胁,在人体暴露在硫化氢浓度高于41.8 mg·m−3时,会损伤人体嗅觉,与此同时,会导致细胞缺氧,硫化氢会经呼吸迅速进入血液中,造成细胞缺氧1,当浓度超过975.7 mg·m−3时甚至会导致机体死亡4。鉴于此,含硫气体必须经过处理,达到相应的工业排放标准之后才能排放到大气中5,6。因此,使用合适的方法去除硫化氢成为工程人员亟待解决的问题。

据报道,石化行业的原燃料气体硫化氢的浓度在1393.9-1951.4 mg·m−3范围内,如此高浓度的硫化氢不仅会对人体造成危害,而且可能会腐蚀工艺中的管道和设备。其中,去除H2S主要是为了保护燃气轮机免受碱硫酸盐形成的高温腐蚀,因此部分工业将H2S浓度限制在27.9 mg·m−3以内。……

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