在实验室中三氧化硫可以通过硫酸氢钠的两步高温分解来制备:
脱水:2 NaHSO4
→
315℃
{\displaystyle {\ce {->[{\text{315℃}}]}}}
Na2S2O7 + H2O
热分解:Na2S2O7
→
460℃
{\displaystyle {\ce {->[{\text{460℃}}]}}}
Na2SO4 + SO3
其他的金属硫酸氢盐同样在这个办法中适用,这个的关键在于中间媒介焦硫酸盐的稳定性。
SO3的工业制法是接触法。二氧化硫通常通过硫的燃烧或黄铁矿矿石(一种含硫铁矿石)的煅烧得到的,先通过静电沉淀进行提纯。提纯后的SO2在400至600°C的温度下,用负载在硅藻土上的含氧化钾或硫酸钾(助催剂)的五氧化二钒作为催化剂,将二氧化硫用氧气氧化为三氧化硫。铂同样可以充当这个反应的催化剂但是价格昂贵,比混合物更容易发生催化剂中毒(导致失效)。其催化机理为:
2 SO2 + V2O5 → 2 SO3 + V2O3
V2O3 + O2 → V2O5
以这种方式制得的三氧化硫大部分都被转化为了硫酸,但不能用水进行吸收,否则将形成大量酸雾,但如果采用98.3%硫酸作吸收剂,因其液面上水、三氧化硫和硫酸的总蒸气压最低,故吸收效率最高。
另外,把硫酸铜在空气中加热至650°C,硫酸铜会分解成三氧化硫及氧化铜。
CuSO
4
→
650
∘
C
SO
3
↑
+
CuO
{\displaystyle {\ce {CuSO4->[650^{\circ }C]SO3{\uparrow }+CuO}}}
另一种方法是用一氧化氮催化氧化二氧化硫,但此法的缺陷是使用的一氧化氮剧毒(也有认为钒也是此反应的催化剂):
2SO2 + O2
→
N
O
{\displaystyle {\ce {->[{\ce {N}}O]}}}
2SO3