تبدیل آلاینده خطرناک h2s به سوخت هیدروژن و عنصر گوگرد با استفاده از کاتالیست نوری بیسموت سولفید

هیدروژن سولفید یک گاز سمی و کُشنده برای موجودات زنده است که در مقیاس وسیع به صورت صنعتی و طبیعی روی کُره زمین تولید می شود. روش مورد استفاده برای حذف این ترکیب فراوان و خطرناک، فرایند صنعتی کلاوس است که h2s را به گوگرد تبدیل کرده، فراورده های جانبی زیان آور sox/nox تولید نموده و از سوخت هیدروژن ذخیره شده در ترکیب چشم پوشی می نماید. تخریب/ تبدیل کاتالیست نوریی h2s به سوخت پاک هیدروژن و عنصر ارزشمند گوگرد یک استراتژی نوین، سبز و جایگزین برای روش کلاوس است که می تواند به صورت کارآمد برای تبدیل آلاینده خطرناک h2s به هیدروژن و گوگرد مورد استفاده قرار گیرد. برای این منظور طراحی و سنتز مواد کاتالیست نوری موثر، دوست دار محیط زیست و ارزان بسیارمورد نیاز است. در این پژوهش، یک ترکیب نیم رسانای گوگردی مزوحفره نوع n دارای جذب قوی فوتون در ناحیه ی فرابنفش _ مرئی به روش ساده ی هیدروترمال سنتز شد و به طور موفقیت آمیز برای انجام واکنش شکافت نوری محیط قلیایی دارای هیدروژن سولفید با هدف تولید هیدروژن و گوگرد به کار رفت.  هم چنین، پدیده ی تبدیل نوری از دیدگاه مکانیسمی تفسیر شد و نمودار انرژی نشان داد کاتالیست نوری سنتز شده (بیسموت سولفید) دارای ساختار نواری مناسب برای کاهش پروتون و اکسایش آنیون بی سولفید است که سرانجام می تواند گاز هیدروژن و فراورده ی گوگرد را تولید نماید.

Conversion of H2S Dangerous Pollutant to Hydrogen Fuel and Sulfur Element Using Bi2S3 Photocatalyst

Hydrogen sulfide is a poisonous and lethal gas for living creatures that is produced industrially/naturally on large scale on the globe. The current route to eliminate this plentiful/perilous hazardous material is Claus industrial process that converts H2S into sulfur, generates SOx/NOx harmful byproducts and ignores/oxidizes the H2 fuel stored in this chemical. Photocatalytic degradation/transformation of H2S to hydrogen clean fuel and valuable sulfur element is a modern and green as well as alternative strategy for the current Claus approach, which can be effectually employed in the conversion of H2S noxious pollutant into H2+S. To this end, the design and synthesis of effective, ecofriendly, lowprice photocatalyst materials are highly in demand. Herein, through a facile hydrothermal route, an ntype mesoporous sulfide semiconducting material with strong ability of photons absorption in the UVVis. the spectral region was synthesized and successfully applied for the photo splitting reaction of the alkaline H2Scontaining medium to generate H2 fuel and S element. Furthermore, the phototransformation phenomenon was interpreted from a mechanistic standpoint and the energy diagram revealed that the photocatalyst material synthesized here, viz. bismuth sulfide had a suitable band structure to reduce proton and oxidize bisulfide anion, which could eventually evolve hydrogen gas and produce the sulfur product.