Журнал термодинамики и катализа
Открытый доступ

Абстрактный

Механизмы реакции разложения H2S на водород и серу: применение классической и биологической термодинамики

Старцев АН

Рассмотрены четыре возможных пути разложения H _{2 S на водород и элементарную серу. В термически обратимом процессе диссоциация H 2} S приводит к образованию двухатомных водорода и серы в синглетном состоянии согласно правилу сохранения спина:

(я)

На поверхности сульфидных катализаторов необратимое расщепление H ₂ S протекает при низкой температуре через стадию образования дисульфана, H ₂ S ₂ как ключевого поверхностного интермедиата с последующим его разложением за счет выделения водорода в газовую фазу и рекомбинацией адсорбированной синглетной серы в циклооктасеру:

(ii)

На металлических катализаторах необратимое разложение H ₂ S происходит при низкой температуре через стадию диссоциации H ₂ S на адсорбированные поверхностные атомные частицы, в результате чего образуются оба двухатомных продукта реакции в основном электронном состоянии – синглетный водород и триплетная двухатомная сера:

(iii)

Реакции (ii) и (iii) рассматриваются как реализующиеся в соответствии с принципами биологической термодинамики, в отсутствие катализатора обе реакции термодинамически запрещены в газовой фазе. Предполагается, что механизм усвоения H2S _{серобактериями} реализуется в процессах хемосинтеза, приводящих к образованию бесцветных глобул серы и активированного водорода:

(iv)

Аналогично бактериальному процессу, получение водорода из H2S _{осуществляется} с эффективностью 99,6% на металлических катализаторах, погруженных в жидкость, способную хорошо растворять _H2S .