Zeitschrift für Thermodynamik und Katalyse
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Abstrakt

Die Reaktionsmechanismen der H2S-Zersetzung in Wasserstoff und Schwefel: Anwendung der klassischen und biologischen Thermodynamik

Startsev AN

Es werden vier mögliche Wege der H2S _- Zersetzung in Wasserstoff und elementaren Schwefel betrachtet. Im thermisch reversiblen Prozess führt die _H2S -Dissoziation zur Bildung von zweiatomigem Wasserstoff und Schwefel im Singulettzustand gemäß der Regel der Spinerhaltung:

(ich)

Auf der Oberfläche von Sulfidkatalysatoren erfolgt die irreversible H ₂ S-Spaltung bei niedriger Temperatur über das Stadium des Disulfans, wobei H ₂ S ₂ als wichtiges Oberflächenzwischenprodukt entsteht und anschließend zersetzt wird, weil Wasserstoff in die Gasphase abgegeben wird und der adsorbierte Singulett-Schwefel zu Cyclooctaschwefel rekombiniert:

(ii)

Auf Metallkatalysatoren findet bei niedrigen Temperaturen eine irreversible H2S _- Zersetzung statt. Dabei zerfällt _H2S in die adsorbierten atomaren Oberflächenspezies. Dies führt zur Bildung der beiden zweiatomigen Reaktionsprodukte im elektronischen Grundzustand, dem Singulett-Wasserstoff und dem Triplett-zweiatomigen Schwefel:

(iii)

Die Reaktionen (ii) und (iii) werden nach den Prinzipien der biologischen Thermodynamik durchgeführt. In Abwesenheit eines Katalysators sind beide Reaktionen in der Gasphase thermodynamisch verboten. Der Mechanismus der H2S _- Assimilation durch Schwefelbakterien scheint in den Prozessen der Chemosynthese aufzutreten, die zur Bildung farbloser Schwefelkügelchen und aktiviertem Wasserstoff führen:

(iv)

Ähnlich wie beim bakteriellen Verfahren wird die Wasserstoffproduktion aus H2S _mit einer Effizienz von 99,6 % an Metallkatalysatoren realisiert, die in eine Flüssigkeit eingetaucht sind, die H2S gut lösen _kann .