由加州理工學(xué)院的一個(gè)團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家們開發(fā)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(shí)，汽油和柴油等燃料中的硫化合物會(huì)污染空氣。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，大規(guī)模的煉油廠工藝將燃料中的大部分硫降低到政府規(guī)定的水平。但是，這項(xiàng)新技術(shù)有潛力將硫減少到其數(shù)量的一小部分，這將進(jìn)一步減少空氣污染，并延長(zhǎng)控制尾氣排放的車輛催化轉(zhuǎn)化器的使用壽命。

2月17日在線發(fā)表在《自然能源》雜志上的一項(xiàng)新研究中描述了由加州理工學(xué)院和BP領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)，并與加州大學(xué)洛杉磯分校，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和中國(guó)南京大學(xué)的研究人員合作的結(jié)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(jiǎn)單的化學(xué)過程消除了幾乎所有的硫。下一步是弄清如何簡(jiǎn)化該過程并使之在工業(yè)規(guī)模上發(fā)揮作用。”加州理工學(xué)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(xué)教授。

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

加州理工學(xué)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(jī)分子中，而這個(gè)過程只是將其清除掉。”

鉀鹽可用于促進(jìn)關(guān)鍵化學(xué)反應(yīng)的發(fā)現(xiàn)是幾年前出乎意料的。格拉布斯實(shí)驗(yàn)室的研究人員一直在測(cè)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(shí)最有效。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的阿列克謝·費(fèi)多羅夫(Alexey Fedorov)當(dāng)時(shí)是格魯布斯實(shí)驗(yàn)室的博士后，他在沒有金屬催化劑的情況下進(jìn)行了對(duì)照實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)仍然有效。經(jīng)過幾次測(cè)試，研究人員證實(shí)了一種稱為叔丁醇鉀的鉀鹽實(shí)際上是在推動(dòng)反應(yīng)。接下來，托圖夫(Toutov)優(yōu)化了工藝，并進(jìn)一步證明該反應(yīng)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(chǎn)品中，例如聚合物，農(nóng)藥和半導(dǎo)體。

格拉布斯說：“他們把金屬排除在反應(yīng)之外，但它仍然起作用。” “這是一個(gè)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(shí)驗(yàn)室中使用鉀鹽法從柴油中發(fā)現(xiàn)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(cè)試了他們的方法，將硫含量從每百萬8份(相當(dāng)于今天從典型的氣泵獲得的最高質(zhì)量的柴油)降低到每百萬2份的極低含量百萬。他們還重復(fù)了使用摻有高硫水平的柴油的實(shí)驗(yàn)，并獲得了相似的結(jié)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(chuàng)立新公司Fuzionaire的Toutov的下一步是將這項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化。他說：“我們對(duì)如何做到這一點(diǎn)有很多想法，”包括回收其他行業(yè)的廢品以用于此過程。