低温可再生双功能AlCeZr吸附剂的构建及其协同转化机制研究：同步脱除COS与CS2 的新策略

针对工业尾气中COS和CS2 同步高效脱除的技术瓶颈，研究人员通过整合路易斯酸位点与过渡金属氧化物，开发了兼具水解与氧化活性的双功能AlCeZr复合吸附剂。该材料在90℃低温条件下实现31.85 mg S/gads 的硫容，并通过晶格氧空位补偿机制（Ce3+ /Ce4+ 氧化还原循环）实现150℃高效再生，为低能耗有机硫净化提供了创新解决方案。

　　

在石化行业尾气处理领域，羰基硫（COS）和二硫化碳（CS₂
）的同步脱除一直是技术难点。这类有机硫化合物因结构稳定、极性弱，传统净化技术难以兼顾效率与能耗。更棘手的是，CS₂
会竞争性抑制COS的脱除，而现有催化材料普遍面临低温活性不足、硫酸盐中毒、再生温度高等问题。针对这一挑战，中国石化相关团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表研究，通过创新设计双功能AlCeZr吸附剂，实现了低温条件下两种有机硫的高效协同脱除。

研究采用动态吸附测试（GHSV=2000 h^-1
）、原位漫反射红外（DRIFTS）、X射线光电子能谱（XPS）等技术，系统考察了Al/CeZr摩尔比对性能的影响。关键发现包括：最佳配比Al₅
Ce_0.7
Zr_0.3
在90℃、2 vol.%水蒸气条件下，通过Al-OH位点水解和Ce-Zr固溶体氧化协同作用，将COS/CS₂
转化为H₂
S并定向生成Ce₂
(SO₄
)₃
；水分子通过氢键修复活性位点，而氧空位补偿机制使再生温度较工业标准降低50-350℃，效率达98%以上。

动态吸附性能
对比实验显示，Al₅
Ce_0.7
Zr_0.3
的硫容达31.85 mg S/g_ads
，分别是活性炭TL-1、纯Al₂
O₃
和Ce_0.7
Zr_0.3
的2.1倍、1.8倍和3.3倍。水蒸气浓度实验证实2 vol.%为最优条件，过量水会阻塞孔隙。

材料表征
XPS揭示Ce³⁺
比例从吸附前的28.7%升至再生后的32.1%，证实氧化还原循环作用；TG-DTG显示硫酸盐分解峰位于150℃，解释低温再生可行性；BET表明材料保持45.2 m²
/g比表面积，结构稳定性优异。

反应机制
DRIFTS捕获到Al-O*活性中间体及HSCO₂
^-
物种，提出"吸附-水解-电子转移"三步路径：CS₂
先水解为COS，再与Al-OH作用产生H₂
S，最终通过Ce⁴⁺
/O^2-
通道氧化固定。

该研究不仅开发出迄今最低工作温度（90℃）的有机硫吸附剂，其晶格氧调控策略为设计多功能环境材料提供了新思路。相较于传统高温（500-700℃）再生工艺，150℃的再生温度可降低能耗40%以上，对实现"双碳"目标下的绿色化工具有重要意义。作者团队特别指出，该技术已在中石化相关企业开展示范应用，未来有望拓展至沼气、焦炉煤气等复杂气源净化领域。