擺脫燃料中最后的硫磺

由加州理工學院的一個團隊領導的科學家們開發了一種新的方法，可以從氣體和柴油中去除幾乎所有的硫化合物。

燃料燃燒時，汽油和柴油等燃料中的硫化合物會污染空氣。為了應對這一挑戰，大規模的煉油廠工藝將燃料中的大部分硫降低到政府規定的水平。但是，這項新技術有潛力將硫減少到其數量的一小部分，這將進一步減少空氣污染，并延長控制尾氣排放的車輛催化轉化器的使用壽命。

2月17日在線發表在《自然能源》雜志上的一項新研究中描述了由加州理工學院和BP領導的團隊，并與加州大學洛杉磯分校，蘇黎世聯邦理工學院和中國南京大學的研究人員合作的結果。

主要作者安東·托托夫(Anton Toutov)說：“我們模擬了高硫油，并通過簡單的化學過程消除了幾乎所有的硫。下一步是弄清如何簡化該過程并使之在工業規模上發揮作用。”加州理工學院的羅伯特·格魯布斯(Robert Grubbs)，維克多(Victor)和伊麗莎白·阿特金斯(Elizabeth Atkins)的化學教授。

新方法使用鉀鹽來引發從燃料中去除硫所需的化學反應。鉀是地球上的豐富元素，比用于類似反應的稀有金屬催化劑更便宜，更環保。

加州理工學院Resnick Sustainability Institute的陶氏-Resnick研究員Toutov說：“鉀鹽的作用如此之好，真讓我們感到驚訝。” “硫被包含在小的有機分子中，而這個過程只是將其清除掉。”

鉀鹽可用于促進關鍵化學反應的發現是幾年前出乎意料的。格拉布斯實驗室的研究人員一直在測試打破碳-氧鍵的方法，這種方法在使用貴金屬催化劑(例如鉑)時最有效。蘇黎世聯邦理工學院的阿列克謝·費多羅夫(Alexey Fedorov)當時是格魯布斯實驗室的博士后，他在沒有金屬催化劑的情況下進行了對照實驗，發現該反應仍然有效。經過幾次測試，研究人員證實了一種稱為叔丁醇鉀的鉀鹽實際上是在推動反應。接下來，托圖夫(Toutov)優化了工藝，并進一步證明該反應生成了具有碳-硅鍵的化合物，通常需要金屬催化劑才能形成。碳-硅鍵存在于許多產品中，例如聚合物，農藥和半導體。

格拉布斯說：“他們把金屬排除在反應之外，但它仍然起作用。” “這是一個巨大的驚喜。”

如《自然能源》論文所述，圖圖夫及其同事在格魯布斯實驗室中使用鉀鹽法從柴油中發現的碳化合物中去除硫。他們與BP合作在公司的精煉柴油樣品上測試了他們的方法，將硫含量從每百萬8份(相當于今天從典型的氣泵獲得的最高質量的柴油)降低到每百萬2份的極低含量百萬。他們還重復了使用摻有高硫水平的柴油的實驗，并獲得了相似的結果。

新方法可以用作煉油過程中的附加步驟，以消除燃料中最后的痕量硫。與共同創立新公司Fuzionaire的Toutov的下一步是將這項技術商業化。他說：“我們對如何做到這一點有很多想法，”包括回收其他行業的廢品以用于此過程。