过程工程学报 ›› 2025, Vol. 25 ›› Issue (8): 853-861.DOI: 10.12034/j.issn.1009-606X.225017
姚亮1,2,3, 王昊1,3, 李双德1*, 陈运法1,2*
Liang YAO1,2,3, Hao WANG1,3, Shuangde LI1*, Yunfa CHEN1,2*
摘要: 快速工业化进程导致毒性二氧化硫(SO2)大量排放,引发酸雨等严重生态问题。利用还原气氛将SO2催化还原为具有经济价值的硫磺,是一种变废为宝的有效途径。本研究通过溶胶-凝胶法合成了LaCo0.8Fe0.2O3钙钛矿材料,并对材料进行了无氧预硫化(OFS-LaCo0.8Fe0.2O3)和介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge, DBD)等离子体条件下的无氧预硫化(POFS-LaCo0.8Fe0.2O3)处理,采用X射线衍射(XRD)、比表面积检测法(BET)和扫描电子显微镜(SEM)等分析手段研究了催化材料的结构和性质。同时,考察了CO和H2还原气氛下,DBD热催化还原SO2制备硫磺的性能。XRD结果表明,与LaCo0.8Fe0.2O3相比,OFS-LaCo0.8Fe0.2O3和POFS-LaCo0.8Fe0.2O3的钙钛矿衍射峰强度微弱降低,且催化反应后出现微弱的杂质峰。性能测试表明,相比无催化剂等离子体下CO还原体系,DBD与催化剂结合的方法可使450℃下SO2转化率从82.3%提升至95.0%。此外,CO和H2共还原条件下,300℃时SO2转化率已接近99.8%。H2-TPR结果表明,LaCo0.8Fe0.2O3的还原峰相比OFS-LaCo0.8Fe0.2O3具有低温易还原性,这可能是其实现高SO2转化率的原因。