1। सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन (संपर्क प्रक्रिया)
V₂o₅ की भूमिका
प्रमुख प्रतिक्रिया: सल्फर डाइऑक्साइड (SO₂) के ऑक्सीकरण को सल्फर ट्राइऑक्साइड (SO₃) के ऑक्सीकरण को उत्प्रेरित करता है:
2SO 2+ o2 → v2o52so3 (δh=- 197 kj/mol) 2so2+o2 v2 o5 2so3 (Δh=- 197kj/mol)
उत्प्रेरक संरचना:
Vo₅ पर समर्थित हैछिद्रपूर्ण सिलिका (sio₂)यापोटेशियम सल्फेट (k₂so₄)सतह क्षेत्र और थर्मल स्थिरता को बढ़ाने के लिए।
प्रमोटरों की तरहK₂Oयासीएसओओगतिविधि और चयनात्मकता में सुधार करें।
तंत्र:
रिडॉक्स चक्र:
V v को कम होने के दौरान SO₂ से SO₂ से ऑक्सीकरण करता है।
ऑक्सीजन v⁴⁺ को वापस v⁵⁺ पर फिर से ऑक्स करता है, चक्र को पूरा करता है।
बेहतर तरीके से संचालित होता है400-600 डिग्री.
लाभ:
High efficiency (>99% रूपांतरण) और अशुद्धियों के प्रति सहिष्णुता (जैसे, आर्सेनिक)।
2। NOX का चयनात्मक उत्प्रेरक कमी (SCR)
पर्यावरण संरक्षण में भूमिका
प्रमुख प्रतिक्रिया: एक रिडक्टेंट के रूप में अमोनिया (NH₃) का उपयोग करके ग्रिप गैस में नाइट्रोजन ऑक्साइड (NOX) को कम करता है:
4NO +4 nh 3+ o2 → v2o5 - tio24n 2+6 h2o4no +4 nh3
उत्प्रेरक डिजाइन:
Vo₅ (1-5 wt%) पर फैला हुआ हैTio₂ (Anatase).
वोयामूसमें जोड़ा गया है:
थर्मल स्थिरता बढ़ाएं।
SO₃ को SO₂ ऑक्सीकरण को रोकें (सल्फेट गठन को कम करता है)।
परिचालन की स्थिति:
तापमान की रेंज:300-400 डिग्री.
कोयले से चलने वाले बिजली संयंत्रों, डीजल इंजन और औद्योगिक बॉयलर के लिए प्रभावी।
चुनौतियां:
उत्प्रेरक विषाक्तता द्वाराक्षार धातु (के, एनए)याफ्लाई ऐश.
सल्फर प्रतिरोध के लिए सावधानीपूर्वक निर्माण की आवश्यकता होती है।
3। कार्बनिक यौगिकों का ऑक्सीकरण
औद्योगिक उदाहरण
नानी एनहाइड्राइड उत्पादन:
बेंजीन या एन-ब्यूटेन का आंशिक ऑक्सीकरण:
C4H 10+3 o2 → v2o5 {moo3c4h2o 3+4 h2oc4 h10 +3 o2 v2 o5 −moo3 c4 h2 o3 +4 h2 o} h2 o {
Vo₅-moo₃ उत्प्रेरक उच्च चयनात्मकता प्रदान करते हैं।
नुकीला एनहाइड्राइड संश्लेषण:
O-Xylene या Naphthalene का ऑक्सीकरण।
4। ऑक्सीडेटिव डिहाइड्रोजनेशन (ODH)
क्षीण उत्पादन
प्रतिक्रिया: Alkanes (जैसे, प्रोपेन) को Alkenes (जैसे, प्रोपेन) में परिवर्तित करता है:
C3H 8+ o2 → v2o5c3h 6+ H2OC3 H8+O2 V2 O5 C3 H6+H2 O
तंत्र:
Vo₅ अल्केन से हाइड्रोजन को अमूर्त करता है, पानी और प्रोपेन का गठन करता है।
फ़ायदे:
भाप क्रैकिंग की तुलना में कम ऊर्जा की खपत।
5। उभरते अनुप्रयोग
एक। फोटोकैटलिसिस
प्रदूषक गिरावट:
नैनो-संरचित V₂O₅ दृश्यमान/यूवी प्रकाश को अवशोषित करता है, जो कार्बनिक प्रदूषकों को नीचा दिखाने के लिए प्रतिक्रियाशील ऑक्सीजन प्रजातियों (आरओएस) को उत्पन्न करता है।
पानी का विभाजन:
Photocatalytic H₂ उत्पादन के लिए जांच की गई।
बी। बायोमास रूपांतरण
लिग्निन डिपोलीमराइजेशन:
लिग्निन को सुगंधित यौगिकों (जैसे, वैनिलिन) के लिए ऑक्सीकरण करता है।
सी। सीओ -कमी
उत्प्रेरक रूपांतरण:
Vo₅- आधारित सामग्री मेथनॉल या मीथेन के लिए CO₂ हाइड्रोजनीकरण के लिए खोजी गई।
