最近，昆明理工大学环境科学与工程学院罗永明/陆继长课题组在恶臭含硫挥发性有机物（VOCs）污染控制方面取得新进展，相关研究成果以“An ultra-long stability of lanthanum (La) modified molecular sieve for catalytic degradation of typical sulfur-containing VOCs in a near-real environment”为题，发表于环境领域高水平期刊Applied Catalysis B: Environmental（影响因子22.1）。
恶臭含硫VOCs污染控制是我国大气污染控制领域的难点和重点。针对恶臭含硫VOCs这一疑难杂症，靶向催化疗法是目前精准治污的有效策略。乙硫醇具有恶臭、高毒、强腐蚀等特性，被吉尼斯世界纪录称为世界上最难闻的气体。考虑到乙硫醇广泛来源于煤洁净利用、天然气加工利用和燃料清洁利用等能源转化和利用过程，浓度普遍较高，针对乙硫醇开展催化定向分解（转化为附加值产品-乙烯和含硫基础原料-硫化氢）具有潜在的应用前景。目前，前期研究均集中在单一组分乙硫醇的催化降解性能与催化剂改性研究。近真实环境中（水汽存在）多组分含硫挥发性有机物的催化降解仍然是一项具有挑战性的任务，其关键在于厘清真实环境中多组分硫醇在水汽存在条件下的催化降解行为和相互作用机制。然而，目前尚不清楚。本研究通过一系列非原位和原位表征手段揭示了镧掺杂沸石分子筛上催化降解单组分乙硫醇、双组分硫醇（乙-甲硫醇，乙-丙硫醇和乙-丁硫醇）的催化性能、反应机理和失活机制。研究结果发现了一个统一的规律：硫醇碳链越短，越难实现催化降解；但降解之后，稳定性越差。在众多硫醇硫醚中，碳链越短的甲硫醚以及甲硫醇（降解过程会产生甲硫醚）是所有硫醇硫醚中最难处理的含硫VOCs。可以预知的是，如果能解决低碳甲硫醚和甲硫醇催化降解稳定性的问题，其他硫醇硫醚类含硫VOCs的稳定性问题也能迎刃而解。上述结论对于指导多组分含硫VOCs的污染控制具有理论和实践指导意义。
在此基础上，重点考察了水汽存在条件对混合硫醇催化降解稳定性的影响规律。设计的实验验证了混合硫醇的催化降解是一种酸位点和氧位点独立且紧密相邻的协同反应机制，水汽存在导致传统的碳硫沉积失活机制转变为了一种独特的可逆水汽诱导的失活机制。这一变化主要来源于水汽与产生的二氧化碳或沉积的积炭反应促进了碳酸盐和碳酸氢盐的产生，从而覆盖了活性位点。但这种失活是可逆的，可以通过简单的温度提升策略来恢复催化剂的活性。这项工作为实际环境下多组分混合含硫VOCs的催化降解提供了理论指导和技术支撑。
论文第一作者为环工学院陆继长和田睿，通讯作者为艾天浩、罗永明教授。研究工作得到了国家自然科学基金重点项目、云南省“双一流”重大科技专项、省基础研究重点项目、云南省创新团队和省高校重点实验室的资助。
