CN100540457C - 一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法 - Google Patents

一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100540457C
CN100540457C CNB2007100720430A CN200710072043A CN100540457C CN 100540457 C CN100540457 C CN 100540457C CN B2007100720430 A CNB2007100720430 A CN B2007100720430A CN 200710072043 A CN200710072043 A CN 200710072043A CN 100540457 C CN100540457 C CN 100540457C
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydrogen sulfide
hydrogen
decomposing
ultraviolet radiation
preparing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CNB2007100720430A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101058405A (zh
Inventor
白雪峰
徐虹
刘宁生
付晓红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HEILONGJIANG PROVINCIAL PETROLEUM CHEMISTRY INST
Original Assignee
HEILONGJIANG PROVINCIAL PETROLEUM CHEMISTRY INST
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HEILONGJIANG PROVINCIAL PETROLEUM CHEMISTRY INST filed Critical HEILONGJIANG PROVINCIAL PETROLEUM CHEMISTRY INST
Priority to CNB2007100720430A priority Critical patent/CN100540457C/zh
Publication of CN101058405A publication Critical patent/CN101058405A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100540457C publication Critical patent/CN100540457C/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/36—Hydrogen production from non-carbon containing sources, e.g. by water electrolysis

Landscapes

  • Catalysts (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法，它涉及一种利用硫化氢制备氢气的方法。它解决了目前光化学分解硫化氢的方法中都采用可见光、都需要使用悬浮催化剂且硫化氢分解转化率及氢气产率很低的问题。紫外光分解硫化氢制备氢气的方法按以下步骤实施：a.向碱性溶液中投加无水亚硫酸钠制成介质溶液，然后将紫外线光源浸入介质溶液；b.连续通入硫化氢气体，硫化氢气体的通入速率保持为氢气产生速率的0.5～5倍；c.收集氢气。本发明采用紫外光分解硫化氢制备氢气，热能损耗小，能耗低，与可见光分解硫化氢制备氢气相比可以节约50%以上的能源。本发明不采用催化剂，节省了生产成本，也便于硫的回收利用。

Description

一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法
技术领域
本发明涉及一种利用硫化氢制备氢气的方法。
背景技术
硫化氢气体作为石油炼制的副产物以及天然气中的废气排放不仅污染环境，而且造成资源浪费，因此硫化氢气体的综合利用倍受关注。现有处理、利用硫化氢的方法有两类：第一类是将硫化氢氧化为单质硫和水，但造成了氢资源的浪费；第二类便是将硫化氢分解为氢气和硫。
目前将硫化氢分解为氢气和硫的方法有高温直接热分解法、催化热分解法、微波法、电化学法、光化学法和超绝热燃烧技术，其中光化学法以反应条件温和、耗能相对较低等优势被广泛采用。但是目前光化学分解硫化氢的方法中都采用可见光、都需要使用悬浮催化剂，催化剂不仅价格昂贵、反应过程中容易失活且多数有毒，分解出的硫与催化剂也难以分离，造成催化剂难以循环使用和硫资源的浪费，而且目前的光化学分解硫化氢的方法中硫化氢分解转化率及氢气产率很低，如Naman等人(Int.J.Hydrogen Energy，1995，20(6)：303-307)以TiO2、CdS和CdSe半导体悬浮物为催化剂，在含20％不同醇胺水溶液中进行H2S的光分解生成H2，实验表明在60℃时，50mgTiO2悬浮在125mL20％甲醇胺水溶液中，氢气的产率最大，也仅为3mL/h；Supriya等人(Int.J.HydrogenEnergy，1998，23(9)：741-744)以CdS-ZnS双组分催化剂光催化分解H2S，把CdS-ZnS(1∶1)担载在碱性氧化物Li2O-MgO上，当以10wt％CdS-ZnS负载在含30wt％Li2O的Li2O-MgO载体为催化剂进行反应时，产氢率可达316μmol/h(7.0784mL/h)；Kale等人(Can.J.Chem.，2005，83：527-532)用固态反应和溶液路线合成出多金属氧化物光催化剂ZnBiVO4，当500mL蒸馏水中悬浮有1g该催化剂时，以每分钟10mL的速率通入H2S，尽管产氢速率为122mL/h，但硫化氢分解转化率仅为20.33％。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前光化学分解硫化氢的方法中都采用可见光、都需要使用悬浮催化剂且硫化氢分解转化率及氢气产率很低的问题，而提供的一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法。紫外光分解硫化氢制备氢气的方法按以下步骤实施：a.向每升碱性溶液中投加120～160g无水亚硫酸钠制成介质溶液，待无水亚硫酸钠溶解后将紫外线光源浸入介质溶液；b.见有氢气产生后再连续通入硫化氢气体，硫化氢气体的通入速率保持为氢气产生速率的0.5～5倍；c.收集氢气。
本发明中将紫外线光源浸入介质溶液后便会有氢气产生，通过控制硫化氢气体的通入速率(氢气产生速率的0.5～5倍)可以保持介质溶液中氢元素的动态平衡。
本发明制备的氢气纯度高可达99％。
本发明因采用紫外光分解硫化氢制备氢气，所以热能损耗小，能耗低，与可见光分解硫化氢制备氢气相比可以节约50％以上的能源。本发明不采用催化剂，节省了生产成本，也便于硫的回收利用。
附图说明
图1是具体实施方式十八紫外光分解硫化氢制备氢气的装置图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式紫外光分解硫化氢制备氢气的方法按以下步骤实施：a.向每升碱性溶液中投加120～160g无水亚硫酸钠制成介质溶液，待无水亚硫酸钠溶解后将紫外线光源浸入介质溶液；b.见有氢气产生后再连续通入硫化氢气体，硫化氢气体的通入速率保持为氢气产生速率的0.5～5倍；c.收集氢气。
本实施方式硫化氢气体分解转化率为55％～95％，产氢率为4.0～5.1mL/W·h。当本实施方式产氢率明显下降时(本实施方式可连续紫外光分解硫化氢达80小时以上)可向介质溶液中滴加浓度为0.5mol/L的盐酸直至无黄色沉淀(硫)产生，介质溶液过滤后再加入氢氧化钠或氢氧化钾调节pH值到12～13之后可循环使用。
本实施方式由于采用紫外光分解硫化氢制备氢气，因此热能损耗小，能耗低，与可见光分解硫化氢制备氢气相比可以节约50％以上的能源。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤a中向每升碱性溶液中投加130～150g无水亚硫酸钠。其它步骤及工艺参数与实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤a中向每升碱性溶液中投加135～145g无水亚硫酸钠。其它步骤及工艺参数与实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤a中向每升碱性溶液中投加140g无水亚硫酸钠。其它步骤及工艺参数与实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤a中紫外线光源的功率为4～110W。其它步骤及工艺参数与实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤a中紫外线光源的功率为6～55W。其它步骤及工艺参数与实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤a中紫外线光源的功率为8～30W。其它步骤及工艺参数与实施方式一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤a中紫外线光源的功率为10～15W。其它步骤及工艺参数与实施方式一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤b中硫化氢气体的通入速率保持为氢气产生速率的0.8～2倍。其它步骤及工艺参数与实施方式一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤b中硫化氢气体的通入速率保持为氢气产生速率的1～1.2倍。其它步骤及工艺参数与实施方式一相同。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤b中对介质溶液可进行磁力搅拌。其它步骤及工艺参数与实施方式一相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一、五、六、七或八的不同点是：步骤a中的紫外线光源为低压汞灯。其它步骤及工艺参数与实施方式一、五、六、七或八相同。
本实施方式紫外线光源发出汞253.7nm特征谱线。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤a碱性溶液中碱性物质的总浓度为0.05～5mol/L。其它步骤及工艺参数与实施方式一相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤a碱性溶液中碱性物质的总浓度为0.1～4mol/L。其它步骤及工艺参数与实施方式一相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤a碱性溶液中碱性物质的总浓度为0.5～3mol/L。其它步骤及工艺参数与实施方式一相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤a碱性溶液中碱性物质的总浓度为1～2mol/L。其它步骤及工艺参数与实施方式一相同。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式一、十三、十四、十五或十六的不同点是：步骤a中碱性物质为硫化钠、氢氧化钠、硫化钾和/或氢氧化钾。其它步骤及工艺参数与实施方式一、十三、十四、十五或十六相同。
本实施方式中碱性物质由两种或两种以上物质组成时各物质间可为任意比例。
具体实施方式十八：本实施方式紫外光分解硫化氢制备氢气的方法按以下步骤实施：a.向250mL、浓度为0.6mol/L的氢氧化钠溶液中投加35g无水亚硫酸钠制成介质溶液，待无水亚硫酸钠溶解后将功率为10W低压汞灯浸入介质溶液；b.见有氢气产生后再连续通入硫化氢气体，硫化氢气体的通入速率保持为氢气产生速率的1.07倍，并对介质溶液可进行磁力搅拌；c.收集氢气。
本实施方式运行120h平均每小时可收集氢气42mL(硫化氢气体通入速率为45mL/h)。本实施方式运行120h后向介质溶液中滴加浓度为0.5mol/L的盐酸直至无黄色沉淀(硫)产生，介质溶液过滤后再加入氢氧化钠或氢氧化钾调节pH值到12～13之后可循环使用。
本实施方式硫化氢气体分解转化率为93.3％，产氢率为4.2mL/W·h。
本实施方式紫外光分解硫化氢制备氢气的装置图如图1所示，图1中10W低压汞灯(紫外线光源)3浸入介质溶液1，硫化氢气体通过硫化氢导入管2通入介质溶液1，在介质溶液1底部有磁力搅拌转子4，氢气通过氢气导出管6导入氢气收集器5内。
具体实施方式十九：本实施方式紫外光分解硫化氢制备氢气的方法按以下步骤实施：a.向250mL、硫化钠和氢氧化钾总浓度为1mol/L的碱性溶液中投加35g无水亚硫酸钠制成介质溶液，待无水亚硫酸钠溶解后将功率为10W低压汞灯浸入介质溶液；b.见有氢气产生后再连续通入硫化氢气体，硫化氢气体的通入速率保持为氢气产生速率的1.78倍，并对介质溶液可进行磁力搅拌；c.收集氢气。
本实施方式运行120h平均每小时可收集氢气45mL(硫化氢气体通入速率为80mL/h)。本实施方式运行120h后向介质溶液中滴加浓度为0.5mol/L的盐酸直至无黄色沉淀(硫)产生，介质溶液过滤后再加入氢氧化钠或氢氧化钾调节pH值到12～13之后可循环使用。
本实施方式硫化氢气体分解转化率为56.25％，产氢率为4.5mL/W·h。

Claims (9)

1、一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法，其特征在于紫外光分解硫化氢制备氢气的方法按以下步骤实施：a.向每升碱性溶液中投加120～160g无水亚硫酸钠制成介质溶液，待无水亚硫酸钠溶解后将紫外线光源浸入介质溶液；b.见有氢气产生后再连续通入硫化氢气体，硫化氢气体的通入速率保持为氢气产生速率的0.5～5倍；c.收集氢气；其中步骤a中碱性溶液中碱性物质为硫化钠、氢氧化钠、硫化钾和/或氢氧化钾。
2、根据权利要求1所述的一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法，其特征在于步骤a中向每升碱性溶液中投加130～150g无水亚硫酸钠。
3、根据权利要求1所述的一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法，其特征在于步骤a碱性溶液中碱性物质的总浓度为0.05～5mol/L。
4、根据权利要求1所述的一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法，其特征在于步骤a中紫外线光源的功率为4～110W。
5、根据权利要求1所述的一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法，其特征在于步骤a中紫外线光源的功率为10～15W。
6、根据权利要求1、4或5所述的一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法，其特征在于步骤a中的紫外线光源为低压汞灯。
7、根据权利要求1所述的一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法，其特征在于步骤b中硫化氢气体的通入速率保持为氢气产生速率的0.8～2倍。
8、根据权利要求1所述的一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法，其特征在于步骤b中硫化氢气体的通入速率保持为氢气产生速率的1～1.2倍。
9、根据权利要求1所述的一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法，其特征在于步骤b中对介质溶液进行磁力搅拌。
CNB2007100720430A 2007-04-17 2007-04-17 一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法 Expired - Fee Related CN100540457C (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100720430A CN100540457C (zh) 2007-04-17 2007-04-17 一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2007100720430A CN100540457C (zh) 2007-04-17 2007-04-17 一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101058405A CN101058405A (zh) 2007-10-24
CN100540457C true CN100540457C (zh) 2009-09-16

Family

ID=38864733

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2007100720430A Expired - Fee Related CN100540457C (zh) 2007-04-17 2007-04-17 一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN100540457C (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2445255C2 (ru) * 2010-03-12 2012-03-20 Закрытое акционерное общество Производственная компания "Лаборатория импульсной техники" (ЗАО ПК "ЛИТ") Способ утилизации сероводорода, содержащегося в газах

Also Published As

Publication number Publication date
CN101058405A (zh) 2007-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yang et al. Defective polymeric carbon nitride: Fabrications, photocatalytic applications and perspectives
Kim et al. Artificial photosynthesis for high‐value‐added chemicals: old material, new opportunity
JP5604204B2 (ja) アンモニアの合成方法
CN109126854A (zh) 一种CdS/g-C3N4双纳米片复合光催化剂的制备方法
CN108033522B (zh) 一种电催化耦合高级氧化体系
CA2267195C (en) Novel zns photocatalyst, preparation therefor and method for producing hydrogen by use of the same
CN107983371B (zh) 一种光催化材料Cu2-xS/Mn0.5Cd0.5S/MoS2及其制备方法与应用
CN108079984B (zh) 一种圆角立方体型羟基锡酸锌太阳光催化剂的制备方法
CN109453818B (zh) 一种镉硫硒/二乙烯三胺/联胺有机-无机杂化高效产氢材料及其制备方法
CN104475131A (zh) 可见光响应型纳米片状氯氧化铋催化剂及其制备方法
Xu et al. Waste-to-energy conversion on graphitic carbon nitride: utilizing the transformation of macrolide antibiotics to enhance photoinduced hydrogen production
CN102389836B (zh) 聚苯胺/二氧化钛/粘土纳米复合光催化剂及其制备方法
CN100540457C (zh) 一种紫外光分解硫化氢制备氢气的方法
CN101757937B (zh) 二氧化钛插层光催化复合材料及制备方法
CN102512940A (zh) 以太阳能为能源进行电解循环烟气脱硫的方法
Sun et al. Solar‐Driven Catalytic Urea Oxidation for Environmental Remediation and Energy Recovery
Luo et al. Selective Synthesis of Either Nitric Acid or Ammonia from Air by Electrolyte Regulation in a Plasma Electrolytic System
CN103381367B (zh) 一种光催化分解水制氢材料CdS/Ba0.9Zn0.1TiO3及其制备方法
CN115582132B (zh) 一种光催化高效产h2同时制备糠醛的方法
CN217068844U (zh) 氯代碳酸乙烯酯生产用多级雾化光催化氯化高效反应塔
CN103864594A (zh) 一种C/TiO2光催化还原二氧化碳的方法
CN105463500A (zh) 一种基于光电催化制备芳香醛/酮化合物的方法
Yesupatham et al. Photocatalytic Seawater Spitting for hydrogen fuel production: Impact of Seawater Components and Accelerating Reagents on the Overall Performance
CN102126930B (zh) 交联聚苯乙烯固载化金属卟啉催化氧气氧化环己烷的方法
CN112403505B (zh) 一种CoP-g-C3N4电子集流体光催化剂及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20090916

Termination date: 20110417