Niobium pentoxide
नियोबियम पेंटॉक्साइड एक अकार्बनिक यौगिक है जिसका सूत्र Nb2O5 है। एक रंगहीन, अघुलनशील और काफी अभिक्रियाशील ठोस, यह नियोबियम युक्त अन्य यौगिकों और सामग्रियों के लिए सबसे व्यापक अग्रदूत है। इसका उपयोग मुख्य रूप से संधारित्रों, ऑप्टिकल चश्मे और लिथियम नियोबेट के उत्पादन में अन्य विशेष अनुप्रयोगों के साथ मिश्र धातु में किया जाता है। संरचना इसके कई बहुरूपी रूप हैं जो बड़े पैमाने पर ऑक्टाहेड्रली समन्वित नियोबियम परमाणुओं पर आधारित हैं। बहुरूपकों की पहचान विभिन्न उपसर्गों के साथ की जाती है। सबसे अधिक पाया जाने वाला रूप मोनोक्लिनिक एच-एनबी2ओ5 है, जिसमें एक इकाई कोशिका के साथ एक जटिल संरचना होती है जिसमें 28 नियोबियम परमाणु और 70 ऑक्सीजन होते हैं, जहां 27 नियोबियम परमाणु ऑक्टाहेड्रली समन्वित होते हैं और एक टेट्राहेड्रली होता है। एक अस्वाभाविक ठोस हाइड्रेट होता है, तथाकथित नाइओबिक एसिड (जिसे पहले कोलम्बिक एसिड कहा जाता था), जिसे एच. एफ. में विघटित नाइओबियम पेंटाक्लोराइड या एन. बी. 2. ओ. 5 के मूल घोल के हाइड्रोलिसिस द्वारा तैयार किया जा सकता है। पिघले हुए नियोबियम पेंटॉक्साइड में क्रिस्टलीय रूपों की तुलना में कम औसत समन्वय संख्या होती है, जिसमें एक संरचना होती है जिसमें ज्यादातर एन. बी. ओ. 5 और एन. बी. ओ. 6 पॉलीहेड्रा होते हैं। उत्पादन हाइड्रोलिसिस एन. बी. 2. ओ. 5 क्षार का उपयोग करके क्षार-धातु नियोबेट्स, एल्कोक्साइड या फ्लोराइड के हाइड्रोलिसिस द्वारा तैयार किया जाता है। इस तरह की स्पष्ट रूप से सरल प्रक्रियाएं हाइड्रेटेड ऑक्साइड का खर्च उठाती हैं जिन्हें फिर कैलसिन किया जा सकता है। शुद्ध एन. बी. 2. ओ. 5 को एन. बी. सी. एल. 5:2 एन. बी. सी. एल. 5 + 5 एच. 2. ओ. → एन. बी. 2. ओ. 5 + 10 एच. सी. एल. के हाइड्रोलिसिस द्वारा भी तैयार किया जा सकता है। सोल-जेल तकनीकों के माध्यम से उत्पादन की एक विधि में एसिटिक एसिड की उपस्थिति में नियोबियम एल्कॉक्साइड को हाइड्रोलाइज़ करने की सूचना दी गई है, जिसके बाद ऑर्थोरॉम्बिक रूप, टी-एन. बी. 2. ओ. 5 का उत्पादन करने के लिए जैल का कैल्सीनेशन किया जाता है। ऑक्सीकरण यह देखते हुए कि एन. बी. 2. ओ. 5 नियोबियम का सबसे आम और मजबूत यौगिक है, इसके गठन के लिए व्यावहारिक और गूढ़ दोनों तरह के कई तरीके मौजूद हैं। उदाहरण के लिए, ऑक्साइड तब उत्पन्न होता है जब नियोबियम धातु को हवा में ऑक्सीकृत किया जाता है। हवा में नियोबियम डाइऑक्साइड, एन. बी. ओ. 2 का ऑक्सीकरण बहुरूप, एल-एन. बी. 2. ओ. 5 बनाता है। नैनो-आकार के नियोबियम पेंटॉक्साइड कणों को एन. बी. सी. एल. 5 की एल. आई. एच. कमी द्वारा संश्लेषित किया गया है, इसके बाद नैनो संरचित नियोबेट्स के संश्लेषण के हिस्से के रूप में हवाई ऑक्सीकरण किया गया है। प्रतिक्रियाएँ Nb2O5 पर HF द्वारा हमला किया जाता है और फ्यूज्ड क्षार में घुल जाता है। धातु में कमी नियोबियम धातु के औद्योगिक उत्पादन के लिए एन. बी. 2. ओ. 5 का रूपांतरण मुख्य मार्ग है। 1980 के दशक में, धातु को कम करने के लिए सालाना लगभग 15,000,000 किलोग्राम Nb2O5 की खपत की गई थी। मुख्य विधि एल्यूमीनियम के साथ इस ऑक्साइड को कम करना हैः 3 Nb2O5 + 10 Al → 6 Nb + 5 Al2O3 एक वैकल्पिक लेकिन कम अभ्यासित मार्ग में कार्बोथर्मल रिडक्शन शामिल है, जो कार्बन के साथ रिडक्शन के माध्यम से आगे बढ़ता है और दो चरण वाली बाल्क प्रक्रिया का आधार बनाता हैः Nb2O5 + 7 C → 2 NbC + 5 CO (1800 डिग्री सेल्सियस पर वैक्यूम के तहत गर्म) 5 NbC + Nb2O5 → 7 Nb + 5 CO हैलाइड में रूपांतरण कई विधियों को Nb2O5 के हैलाइड में परिवर्तन के लिए जाना जाता है। मुख्य समस्या ऑक्सीहलाइड देने के लिए अधूरी प्रतिक्रिया है। प्रयोगशाला में, रूपांतरण को थियोनिल क्लोराइड के साथ प्रभावित किया जा सकता हैः Nb2O5 + 5 SOCl2 → 2 NbCl5 + 5 SO2 Nb2O5 CCl4 के साथ प्रतिक्रिया करके नियोबियम ऑक्सीक्लोराइड NbOCl3 देता है। 200 डिग्री सेल्सियस पर जलीय NaOH के साथ Nb2O5 का उपचार करने से क्रिस्टलीय सोडियम Niobate, NaNbO3 मिल सकता है, जबकि KOH के साथ प्रतिक्रिया से घुलनशील Lindqvist-प्रकार के हेक्सानियोबेट्स मिल सकते हैं। लिथियम नाइओबेट्स जैसे कि LiNbO3 और Li3NbO4 को प्रतिक्रिया लिथियम कार्बोनेट और Nb2O5 द्वारा तैयार किया जा सकता है। कम नाइओबियम ऑक्साइड में रूपांतरण H2 के साथ उच्च तापमान में कमी NbO2 देता हैः Nb2O5 + H2 → 2 NbO2 + H2O नाइओबियम मोनोऑक्साइड एक चाप-भट्टी का उपयोग करके एक अनुपात से उत्पन्न होता हैः Nb2O5 + 3Nb → 5 NbO बर्गंडी रंग का नाइओबियम (III) ऑक्साइड, जो पहले सुपरकंडक्टिंग ऑक्साइड में से एक है, एक अनुपात द्वारा फिर से तैयार किया जा सकता हैः Li3NbO4 + 2NbO → 3 LiNbO2 उपयोग नाइओबियम पेंटॉक्साइड का उपयोग मुख्य रूप से नाइओबियम धातु के उत्पादन में किया जाता है, लेकिन विशेष एन. बी. 2. ओ. 5 की पतली परतें नियोबियम इलेक्ट्रोलाइटिक कैपेसिटर में परावैद्युत परतें बनाती हैं। एन. बी. 2. ओ. 5 को लिथियम आयन बैटरी में एक एनोड के रूप में उपयोग करने के लिए माना गया है, यह देखते हुए कि उनकी क्रमबद्ध क्रिस्टलीय संरचना 400 चक्रों में 200 एम. ए. जी.-1 पर 225 एम. ए. एच. जी.-1 की चार्जिंग गति की अनुमति देती है, 99.93% की कूलम्बिक दक्षता पर। बाहरी लिंक बुनियादी नियोबियम सूचना और अनुसंधान डेटा संदर्भ नियोबियम (वी) यौगिक संक्रमण धातु ऑक्साइड