硫化氫（H₂S）是一種有毒、腐蝕性強的氣體，在天然氣精煉、煤氣化、生物質熱解、油氣分離和廢水處理等多種工業過程中普遍存在（Ahmad等人，2021年；Georgiadis等人，2020年；Park等人，2014年；Zhang等人，2008年）。即使在非常低的濃度下，人類也能通過嗅覺檢測到H₂S（大約0.1 ppm）。濃度達到10 ppm左右時，會對人類健康和工人安全構成嚴重風險，根據暴露時間不同，癥狀可能從頭痛和惡心到肺水腫不等。在更高濃度下會導致失去意識（OSHA，2025年）。除了急性毒性外，H₂S還會導致基礎設施的嚴重生物腐蝕，從而增加運營和維護成本，并縮短設備的使用壽命。這些健康和安全風險，加上政府和職業安全組織制定的更嚴格的標準，使得對有效控制H₂S排放的技術需求不斷增加。

在過去的幾十年中，已經開發了多種技術來去除氣態H₂S，如催化吸收和吸附（Mao等人，2021年；Mao等人，2020年；Min等人，2023年；Shah等人，2017年）、膜分離（Burke等人，2002年；Tilahun等人，2018年）、化學氧化（Crisci等人，2024年；Ghahraloud等人，2018年；Reddy等人，2024年；Slimane等人，2002年）、洗滌和生物處理方法（Dasgupta和Mondal，2012年；Han等人，2020年；Ibrahim等人，2022年；Krischan等人，2012年；Moghadam和Banaeia，2022年；Singh和Mandal，2011年）。在化學處理方法中，鐵鹽（Fe²⁺或Fe³⁺的應用已經得到廣泛認可，因為這些化合物能與硫化物反應生成不溶性的鐵硫化物（Nielsen等人，2008年；Padival等人，1995年）。最近，基于鐵的系統已被集成到填充床反應器中的氣相脫硫過程中，特別是在合成氣和沼氣處理中（Horikawa等人，2004年；Wang等人，2022年，2021年）。同時，噴霧和鼓泡型氧化系統因其操作簡單性和系統配置靈活而受到關注（Tian等人，2022年；Turpin等人，2008年；Wang等人，2023年）。

幾種H₂S控制技術，包括填充式洗滌器、吸附單元和生物系統，在優化條件下通常能夠實現高去除效率；然而，通常需要多級配置才能達到ppm級的出口濃度。這些系統可能需要較高的能量消耗、較大的反應器體積和/或操作復雜性（Abbasi等人，2025年；Qian等人，2024年）。盡管氣體洗滌器是工業環境中最廣泛使用的H₂S去除技術，但由于氣相與洗滌液之間的接觸時間較短，其去除效率往往有限（Andriani等人，2020年；Wang等人，2020年）。這些局限性凸顯了需要替代的氣體-液體接觸策略，例如表面活性劑泡沫，它可以生成薄液膜，延長停留時間，并增加反應界面面積，而不會顯著增加系統復雜性。為了解決這一限制，本研究提出使用循環表面活性劑泡沫作為介質來增強氣體-液體接觸，代替傳統的洗滌系統，并研究其對H₂S去除的有效性。表面活性劑泡沫之前已被用于抑制豬糞坑中的氣味和汽油蒸氣的控制，因為它們能夠形成物理屏障，并通過延長停留時間和薄液膜增強氣體吸收（Bajagain等人，2022年；Gautam和Mohanty，2004年；[AuthorError]等人，2024年；[AuthorError]等人，2025年；Ohde等人，2021年）。

基于這些見解，本研究引入了一種新的混合方法，利用氯化鐵（FeCl₃）與表面活性劑泡沫結合，在連續循環的泡沫柱中去除氣態H₂S。在該系統中，H₂S被引入表面活性劑溶液中，形成泡沫，在其中H₂S被物理捕獲并與FeCl₃發生化學反應（FC）。雖然表面活性劑泡沫已通過表面應用用于氣味控制，但將其集成到專門的泡沫柱反應器中用于H₂S去除的研究尚未報道。

本研究的目標有三個：（1）驗證循環FC-泡沫柱反應器用于氣體相H₂S去除的可行性和操作性，包括穩定的泡沫循環和連續運行；（2）通過分析組成效應和pH依賴的吸收-反應行為來研究FC-泡沫的工藝強化機制；（3）確定反應器在不同入口H₂S負荷下的操作窗口和處理能力。

系統評估了使用氯化鐵-表面活性劑泡沫（FC-泡沫）的循環泡沫柱反應器在氣體相H₂S去除方面的性能，包括反應器操作性、工藝強化、化學驅動力和處理能力。當不使用表面活性劑時，FeCl₃溶液的H₂S去除效率僅為中等水平（36.44–41.11%），而單獨使用表面活性劑溶液的去除效率也有限（11.86–16.88%），表明化學反應和

Andriani和Rajani，2020年；Crisci等人，2019年；Reddy等人，2019年；Wang等人，2021年。

K.C. Rabin： 負責撰寫、審稿與編輯、驗證及資金獲取。

作者聲明他們沒有已知的可能會影響本文所述工作的競爭性財務利益或個人關系。

本研究得到了群山國立大學環境與建筑研究所的支持。