近日，中心周莹教授、淡猛博士生等人在利用太阳能技术实现酸性油气藏中H2S资源化利用方面取得新进展，相关研究发表在国际著名期刊Appl. Catal. B: Environ.和Sol. Energ. Mat. Sol. C.上。
伴随着酸性气藏的开发和利用，除有用的天然气（CH4）外还伴随着大量的H2S和CO2等酸性气体的产生。其中具有毒性和腐蚀性的H2S是酸性油气藏开发中最大阻碍。勘探研究表明全球酸性气藏的储量约占天然气总产量的40%，其中H2S含量大于10%的天然气储量超过9.9×1012m3。因此，从油气资源综合利用和环境的角度出发，如果可以实现H2S资源化利用，无疑是一种“一举两得”的策略。
目前，酸性气藏开采过程中最常用的H2S净化处理工艺是克劳斯（Claus）工艺，该技术通过H2S的不完全燃烧，将H2S转变为硫磺和水来实现H2S的分解。但是，从油气资源综合利用和环境的角度出发，该过程会产生大量的毒副产物（SOx）和高耗能会带来进一步的环境问题和加剧能源危机，同时储存在H2S中的氢能（H2）不能被利用。当前，建立环境友好和能源可持续的H2S分解体系已经成为世界各国的研发重点，其中光催化技术利用来源充足的太阳能作为催化反应的驱动力，在能耗和环境友好方面特点突出，是理想的H2S处理办法。
周莹团队在近期的研究中自主设计了同时具有H2S吸收，分解和产物回收功能的光解H2S制氢系统，并利用该系统以非贵金属金属硫化物MnS/In2S3（Appl. Catal. B: Environ. 2017, 217, 530-539）, In2S3/CuS（Sol. Energ. Mat. Sol. C. 2018, 180, 205-212）作为光催化剂以太阳光为驱动力成功的将H2S完全分解为H2和S单质。该研究详细阐述了Na2S/Na2SO3作为反应媒介时光解H2S制氢机理，同时通过抑制中间毒副产物，解决了长时间光催化稳定性的难题，为解决金属硫化物易光腐蚀的问题提出了新的思路。该研究通过光催化技术成功实现了H2S的资源化利用，这为后续研究和天然气中有害气体H2S的净化和资源化利用提出了一条兼具能源和环境效益的绿色途径。
周莹团队一直致力于利用光催化技术实现H2S资源化利用领域的研究。基于理论计算，发现构筑氧空位可以有效的较低H2S分解势垒，促进其分解（Phys. Chem. Chem. Phys. 2016, 18, 6706-6712），研究了氧空位浓度与H2S吸附解离过程的关系（Appl. Surf. Sci. 2017, 422, 990-996），探索了过渡金属掺杂对H2S的选择性吸附能力的影响（Appl. Surf. Sci. 2018, 445, 568-574）。这些研究为设计具有高活性的分解H2S光催化剂提供了宝贵的理论基础，为构建高效、低成本、可持续发展的H2S制氢体系和解决制约酸性油气藏开发难题提供了方向性的指引。
该研究工作得到了国家自然科学基金委，中国-瑞士国际科技合作项目，四川省国际科技合作与交流研发项目和四川省青年科技创新研究团队专项计划等项目的支持。
