[其他]由硫化氫制取氫氣的光化學(xué)方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101986000002715
• 申請日: 1986-04-17
• 公開（公告）號: CN1005102B
• 公開（公告）日: 1989-09-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 約翰·亨利·科爾茨;詹姆斯·貝利·基姆伯;約瑟夫·埃默森·費(fèi)加德;多納德·胡伯特·庫比塞克
• 申請（專利權(quán)）人: 菲利浦石油公司
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利代理部
• 代理人: 隗永良;羅英銘

使用可見光照射溶解于堿性液體介質(zhì)中的Ｈ₂Ｓ的溶液生產(chǎn)氫氣。

本發(fā)明與光分解作用有關(guān)，一方面本發(fā)明涉及由硫化氫生產(chǎn)氫氣;另一方面本發(fā)明涉及硫化氫光分解制氫氣;第三方面本發(fā)明涉及硫化氫在溶液中的光分解;第四方面本發(fā)明涉及用于分解硫化氫的溶液中存在堿性化合物。

EP-66540是與本發(fā)明最接近的現(xiàn)有技術(shù)。然而，該專利文獻(xiàn)公開的是一種催化分解H₂S為氫和元素硫的方法，其中使用了氧化釕作為催化劑。與之相比，在本發(fā)明的方法中并不需要使用催化劑。因此，本發(fā)明提供了一種新的可選擇的光化學(xué)分解硫化氫制取氫氣的方法。

使用可見光對硫化氫進(jìn)行光分解之所以重要是因?yàn)檫@種方法有可能利用我們極豐富的且極廉價的能源-太陽。利用太陽能處理污染物質(zhì)的水溶液以分解有害污染物具有經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)越性，這點(diǎn)是易于被人們認(rèn)識到的。人們也同樣能認(rèn)識到利用硫化氫做為氫氣和硫的一種很經(jīng)濟(jì)的來源同樣是重要的。

因此本發(fā)明的第一個目的是提供一種光分解硫化氫制取氫氣的方法。本發(fā)明的第二個目的是提供一種依靠利用太陽能制取氫氣的工藝方法。本發(fā)明的第三個目的是提供一種在生態(tài)學(xué)上是合理的、利用太陽能分解硫化氫的方法。

本發(fā)明涉及的其它方面、目的及各種優(yōu)點(diǎn)在研究過本說明書、附圖及權(quán)利要求之后會更加明了。

根據(jù)本發(fā)明，我們提供了一種通過光分解由硫化氫制氫氣的方法。根據(jù)本方法，硫化氫溶解在堿性溶液介質(zhì)中形成溶液，然后用可見光照射該溶液。

對本發(fā)明而言，可見光定義為具有波長為大約300毫微米（nm）至大約700毫微米（nm）的輻射。輻射的可見范圍較短波長區(qū)域的一端與紫外線輻射重疊，較長波長在上端與紅外線區(qū)相重疊。本發(fā)明所用的輻射能理想的波長范圍為大約300nm至大約700nm，最佳范圍為大約300nm至大約400nm。

雖然在本發(fā)明所述的方法中硫化氫所溶解的堿性液體介質(zhì)最好是堿性化合物的水溶液，但堿性液體介質(zhì)可以是任何PH值為堿性的并且可溶解硫化氫的液體介質(zhì)。適用于溶解硫化氫的溶劑可以通過加入可溶性堿性化合物變?yōu)閴A性，這些溶劑是諸如N-甲基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮和脂族醇一類的烷基吡咯烷酮，最好是含有1至5個碳原子的堿性化合物。

雖然任何與能溶解硫化氫的溶劑相配合的堿性化合物都能用于本發(fā)明，但特別可利用的是堿金屬和堿土金屬的氫氧化物，因?yàn)檫@些化合物易于得到，且相對價格便宜。氫氧化銨也屬于特別可利用的化合物一類，也是因?yàn)樗菀椎玫角覂r格便宜。

通過研究下述實(shí)施例以及相關(guān)的附圖，可以更好地了解本發(fā)明所描述的工藝方法。

附圖1是用來模擬本發(fā)明工藝過程所用裝置的流程圖;

附圖2是8N NaOH水溶液里H₂S：OH^-的摩爾比對氫氣生產(chǎn)的影響圖解。

下述各實(shí)施例做為說明本發(fā)明用，不應(yīng)認(rèn)為對本發(fā)明有限制性。

實(shí)施例Ⅰ

在本例中講述通過光誘導(dǎo)分解硫化氫溶液以制取氫氣的實(shí)驗(yàn)方案。

光分解所用的裝置如附圖1所示。采用Oriel公司250W或90W高壓水銀燈1只做為光源。在使用90W燈做光源的實(shí)例里，數(shù)據(jù)已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化為250W光通量的燈實(shí)例的數(shù)據(jù)。放出的光通過派來克斯（pyrex）玻璃濾光片3（以及下述的光分解槽的派來克斯（pyrex）窗），以便濾去所有波長小于大約290nm的紫外線輻射。250W水銀燈的絕對光量子效率根據(jù)賴內(nèi)克特鹽光能測定法（Reineckate＊s Salt Actinome-try），使用三帶通濾光片標(biāo)定（見Journal of The American Chemical Society，88，394頁，1966），每個光片所標(biāo)定的光通量為：

帶通（nm） 通量（光量子/分）

440 3.1×10¹⁸

400 2.0×10¹⁹