介质阻挡放电反应器中Mo-Cu基催化剂催化H2S与CO2制备合成气与硫磺的协同机制及能源转化研究

本研究创新性地采用介质阻挡放电（DBD）非热等离子体（NTP）协同Mo-Cu基催化剂，实现H2S与CO2一步高效转化为合成气（syngas）和硫磺，突破传统Claus工艺局限，为酸性废气资源化利用与低碳发展提供新技术路径。

　　

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Catalyst preparation

通过浸渍法合成了一系列不同Mo/Cu摩尔比的Mo-Cu基催化剂，并采用非热等离子体进行硫化。典型步骤如下：以氧化物前体为基础，选择10 wt%的负载量。将硝酸铜和钼酸铵在室温下溶于去离子水（Mo/Cu = x/(8-x)；x=2、3、4、5、6）。将所得溶液加入15.0 g Al₂O₃（表面积：300 m²/g，40-60目）中搅拌。

Performances of H₂S-CO₂ reaction over Mo-Cu based catalyst

在非热等离子体（NTP）中，研究了Mo-Cu基催化剂上H₂S-CO₂反应性能，并与M₈S和C₈S催化剂进行对比。Mo-Cu基催化剂表现出卓越性能（如图2所示），优于M₈S和C₈S。首先，填充材料的孔隙率和介电特性可折射间隙电场，使电场强度提升十倍以上。同时，Mo-Cu复合物中硫空位（S vacancies）的形成显著促进了H₂S和CO₂的吸附与活化，并同步提高能量效率。

Conclusions

本研究合成了不同Mo/Cu摩尔比的Mo-Cu基催化剂，其中Mo和Cu物种主要以MoS₂和CuS_x（CuS和Cu₂S）复合物形式存在。在非热等离子体协同的H₂S-CO₂反应中，Mo-Cu基催化剂展现出优于单一组分C₈S和M₈S催化剂的催化活性。已证实Mo-Cu基催化剂中硫空位（S vacancies）的存在不仅促进H₂S和CO₂的吸附与活化，还显著提升反应效率与稳定性。