熱力学と触媒のジャーナル
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概要

H2S の水素と硫黄への分解反応メカニズム: 古典的および生物学的熱力学の応用

スターツェフ AN

_{H 2} S が水素と元素硫黄に分解する4 つの経路が考えられます。熱可逆プロセスでは、スピン保存則に従って、H ₂ S の解離により、一重項状態の水素と硫黄の両方の二原子が形成されます。

（私）

硫化物触媒の表面では、低温で不可逆的な H _{2 S 分解が進行し、ジスルファンの段階を経て、主要な表面中間体として H 2} S ₂が形成され、続いて水素がガス相に放出されて分解し、吸着された一重項硫黄がシクロオクタ硫黄に再結合します。

（ii）

金属触媒では、低温でH _{2 S の不可逆的な分解が起こり、吸着した原子表面種への H 2} S 解離の段階を経て、基底電子状態の二原子反応生成物（一重項水素と三重項二原子硫黄）が形成されます。

（iii）

反応（ii）と（iii）は、生物熱力学の原理に基づいて実現されると考えられており、触媒がない場合、両方の反応は気相では熱力学的に禁止されています。硫黄細菌によるH ₂ Sの同化のメカニズムは、無色の硫黄球と活性水素の形成をもたらす化学合成の過程で発生することが示唆されています。

（四）

_{細菌プロセスと同様に、H 2} Sからの水素生成は、 H ₂ S を十分に溶解できる液体に浸漬された金属触媒上で 99.6% の効率で実現されます。