Niobium pentoxide
ನಿಯೋಬಿಯಂ ಪೆಂಟಾಕ್ಸೈಡ್ ಎಂಬುದು Nb2O5 ಸೂತ್ರವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಅಜೈವಿಕ ಸಂಯುಕ್ತವಾಗಿದೆ. ಇದು ಬಣ್ಣರಹಿತ, ಕರಗದ ಮತ್ತು ಸಾಕಷ್ಟು ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸದ ಘನವಾಗಿದ್ದು, ನಿಯೋಬಿಯಮ್ ಹೊಂದಿರುವ ಇತರ ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಮತ್ತು ವಸ್ತುಗಳಿಗೆ ಅತ್ಯಂತ ವ್ಯಾಪಕವಾದ ಪೂರ್ವಸೂಚಕವಾಗಿದೆ. ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳು, ಆಪ್ಟಿಕಲ್ ಗ್ಲಾಸ್ಗಳು ಮತ್ತು ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್ನ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಇತರ ವಿಶೇಷ ಅನ್ವಯಿಕೆಗಳೊಂದಿಗೆ ಇದನ್ನು ಮಿಶ್ರಲೋಹದಲ್ಲಿ ಪ್ರಧಾನವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ರಚನೆಯು ಇದು ಅನೇಕ ಬಹುರೂಪಿ ರೂಪಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇವೆಲ್ಲವೂ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಅಷ್ಟಭುಜಾಕೃತಿಯ ಸುಸಂಘಟಿತ ನಿಯೋಬಿಯಂ ಪರಮಾಣುಗಳನ್ನು ಆಧರಿಸಿವೆ. ಬಹುರೂಪಗಳನ್ನು ವಿವಿಧ ಪೂರ್ವಪ್ರತ್ಯಯಗಳೊಂದಿಗೆ ಗುರುತಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕಂಡುಬರುವ ರೂಪವೆಂದರೆ ಮೊನೊಕ್ಲಿನಿಕ್ H-Nb2O5, ಇದು 28 ನಿಯೋಬಿಯಂ ಪರಮಾಣುಗಳು ಮತ್ತು 70 ಆಮ್ಲಜನಕವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಘಟಕ ಕೋಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಸಂಕೀರ್ಣ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಇದರಲ್ಲಿ 27 ನಿಯೋಬಿಯಂ ಪರಮಾಣುಗಳು ಅಷ್ಟಭುಜಾಕೃತಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಯೋಜಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ ಮತ್ತು ಒಂದು ಚತುಷ್ಕೋಣವಾಗಿದೆ. ನಯೋಬಿಯಂ ಪೆಂಟಾಕ್ಲೋರೈಡ್ ಅಥವಾ ಎನ್. ಬಿ. 2ಓ5ನ ಮೂಲ ದ್ರಾವಣವನ್ನು ಎಚ್. ಎಫ್. ನಲ್ಲಿ ಕರಗಿಸಿ ಜಲವಿಚ್ಛೇದನ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ತಯಾರಿಸಬಹುದಾದ ನಯೋಬಿಕ್ ಆಮ್ಲ (ಹಿಂದೆ ಕೊಲಂಬಿಕ್ ಆಮ್ಲ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು) ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುವ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಲ್ಲದ ಘನ ಹೈಡ್ರೇಟ್ ಇದೆ. ಕರಗಿದ ನಿಯೋಬಿಯಂ ಪೆಂಟಾಕ್ಸೈಡ್ ಸ್ಫಟಿಕದ ರೂಪಗಳಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಸರಾಸರಿ ಸಮನ್ವಯ ಸಂಖ್ಯೆಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ, ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಎನ್ಬಿಒ 5 ಮತ್ತು ಎನ್ಬಿಒ 6 ಪಾಲಿಹೆಡ್ರಾವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುವ ರಚನೆಯನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಕ್ಷಾರ-ಲೋಹದ ನಿಯೋಬೇಟ್ಗಳು, ಆಲ್ಕಾಕ್ಸೈಡ್ಗಳು ಅಥವಾ ಫ್ಲೋರೈಡ್ಗಳನ್ನು ಕ್ಷಾರವನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಜಲವಿಚ್ಛೇದನ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ Nb2O5ನ ಉತ್ಪಾದನೆಯನ್ನು ತಯಾರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಂತಹ ಮೇಲ್ನೋಟಕ್ಕೆ ಸರಳವಾದ ಕಾರ್ಯವಿಧಾನಗಳು ಹೈಡ್ರೇಟೆಡ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ನಂತರ ಅವುಗಳನ್ನು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿನ್ ಮಾಡಬಹುದು. ಶುದ್ಧ Nb2O5 ಅನ್ನು NbCl5:2 NbCl5 + 5 H2O → Nb2O5 + 10 HClನ ಜಲವಿಚ್ಛೇದನದ ಮೂಲಕವೂ ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣ ನಿಯೋಬಿಯಮ್ನ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯ ಮತ್ತು ದೃಢವಾದ ಸಂಯುಕ್ತವಾದ ಎನ್. ಬಿ. 2. ಓ. 5 ಅನ್ನು ಗಮನಿಸಿದರೆ, ಅದರ ರಚನೆಗೆ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಮತ್ತು ನಿಗೂಢವಾದ ಅನೇಕ ವಿಧಾನಗಳು ಅಸ್ತಿತ್ವದಲ್ಲಿವೆ. ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ನಿಯೋಬಿಯಂ ಲೋಹವು ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣಗೊಂಡಾಗ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆ. ಗಾಳಿಯಲ್ಲಿ ನಿಯೋಬಿಯಂ ಡೈಆಕ್ಸೈಡ್, ಎನ್ಬಿಒ2ನ ಉತ್ಕರ್ಷಣವು ಎಲ್-ಎನ್ಬಿ2ಒ5 ಎಂಬ ಬಹುರೂಪವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ನ್ಯಾನೊ-ಗಾತ್ರದ ನಿಯೋಬಿಯಮ್ ಪೆಂಟಾಕ್ಸೈಡ್ ಕಣಗಳನ್ನು ಎನ್. ಬಿ. ಸಿ. ಎಲ್5ನ ಎಲ್. ಐ. ಎಚ್. ಕಡಿತದಿಂದ ಸಂಶ್ಲೇಷಿಸಲಾಗಿದೆ, ನಂತರ ನ್ಯಾನೊ-ರಚನೆಯ ನಿಯೋಬೇಟ್ಗಳ ಸಂಶ್ಲೇಷಣೆಯ ಭಾಗವಾಗಿ ವೈಮಾನಿಕ ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣವಾಗಿದೆ. ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು Nb2O5 ಅನ್ನು HF ದಾಳಿ ಮಾಡುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಸಂಯೋಜಿತ ಕ್ಷಾರದಲ್ಲಿ ಕರಗುತ್ತದೆ. ಲೋಹಕ್ಕೆ ಕಡಿತ ನಿಯೋಬಿಯಂ ಲೋಹದ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಎನ್. ಬಿ. 2. ಓ. 5 ಪರಿವರ್ತನೆಯು ಮುಖ್ಯ ಮಾರ್ಗವಾಗಿದೆ. 1980ರ ದಶಕದಲ್ಲಿ, ಲೋಹವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಲು ವಾರ್ಷಿಕವಾಗಿ ಸುಮಾರು 15,000,000 ಕೆಜಿ Nb2O5ಅನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತಿತ್ತು. ಮುಖ್ಯ ವಿಧಾನವೆಂದರೆ ಈ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಅಲ್ಯೂಮಿನಿಯಂನೊಂದಿಗೆ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುವುದುಃ 3 Nb2O5 + 10 Al → 6 Nb + 5 Al2O3 ಒಂದು ಪರ್ಯಾಯ ಆದರೆ ಕಡಿಮೆ ಅಭ್ಯಾಸದ ಮಾರ್ಗವು ಕಾರ್ಬೊಥರ್ಮಲ್ ಕಡಿತವನ್ನು ಒಳಗೊಂಡಿರುತ್ತದೆ, ಇದು ಇಂಗಾಲದೊಂದಿಗೆ ಕಡಿತದ ಮೂಲಕ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಎರಡು ಹಂತದ ಬಾಲ್ಕೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಆಧಾರವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆಃ Nb2O5 + 7 C → 2 NbC + 5 CO (1800 °C ನಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಾತದಲ್ಲಿ ಬಿಸಿಮಾಡಲಾಗುತ್ತದೆ) 5 NbC + Nb2O5 → 7 Nb + 5 CO. ಆಕ್ಸಿಹಾಲೈಡ್ಗಳನ್ನು ನೀಡಲು ಅಪೂರ್ಣವಾದ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಮುಖ್ಯ ಸಮಸ್ಯೆಯಾಗಿದೆ. ಪ್ರಯೋಗಾಲಯದಲ್ಲಿ, ಥಿಯೋನೈಲ್ ಕ್ಲೋರೈಡ್ನೊಂದಿಗೆ ಪರಿವರ್ತನೆಯನ್ನು ಮಾಡಬಹುದುಃ Nb2O5 + 5 SOCl2 → 2 NbCl5 + 5 SO2 Nb2O5 CCl4 ನೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿ ನಿಯೋಬಿಯಂ ಆಕ್ಸಿಕ್ಲೋರೈಡ್ NbOCl3 ಅನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. 200 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ನಲ್ಲಿ ಜಲೀಯ NaOHನೊಂದಿಗೆ Nb2O5 ಅನ್ನು ಚಿಕಿತ್ಸೆ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ಸೋಡಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್, NaNbO3 ಅನ್ನು ನೀಡಬಹುದು, ಆದರೆ KOHನೊಂದಿಗಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯು ಕರಗುವ ಲಿಂಡ್ಕ್ವಿಸ್ಟ್-ರೀತಿಯ ಹೆಕ್ಸಾನಿಯೋಬೇಟ್ಗಳನ್ನು ನೀಡಬಹುದು. ಲಿಥಿಯಂ ಕಾರ್ಬೋನೇಟ್ ಮತ್ತು Nb2O5 ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಲಿಥಿಯಂ ನಿಯೋಬೇಟ್ಗಳಾದ LiNbO3 ಮತ್ತು Li3NbO4 ಅನ್ನು ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಕಡಿಮೆ ಪ್ರಮಾಣದ ನಿಯೋಬಿಯಂ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳಿಗೆ ಪರಿವರ್ತನೆ H2ನೊಂದಿಗೆ ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದ ಕಡಿತವು NbO2 ಅನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆಃ Nb2O5 + H2 → 2 NbO2 + H2O ನಿಯೋಬಿಯಂ ಮಾನಾಕ್ಸೈಡ್ ಚಾಪ-ಕುಲುಮೆಯನ್ನು ಬಳಸಿಕೊಂಡು ಅನುಪಾತದಿಂದ ಉಂಟಾಗುತ್ತದೆಃ Nb2O5 + 3Nb → 5 NbO ಬರ್ಗಂಡಿ ಬಣ್ಣದ ನಿಯೋಬಿಯಂ (III) ಆಕ್ಸೈಡ್, ಮೊದಲ ಸೂಪರ್ ಕಂಡಕ್ಟಿಂಗ್ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ, ಇದನ್ನು ಅನುಪಾತದಿಂದ ಮತ್ತೆ ತಯಾರಿಸಬಹುದುಃ Li3NbO4 + 2NbO → 3 LiNbO2 ಉಪಯೋಗಗಳು ನಿಯೋಬಿಯಂ ಪೆಂಟಾಕ್ಸೈಡ್ ಅನ್ನು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ನಿಯೋಬಿಯಂ ಲೋಹದ ಉತ್ಪಾದನೆಯಲ್ಲಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಆದರೆ ವಿಶೇಷವಾಗಿದೆ. Nb2O5ನ ತೆಳುವಾದ ಪದರಗಳು ನಿಯೋಬಿಯಂ ವಿದ್ಯುದ್ವಿಚ್ಛೇದ್ಯ ಕೆಪಾಸಿಟರ್ಗಳಲ್ಲಿ ಅವಾಹಕ ಪದರಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. Nb2O5 ಅನ್ನು ಲಿಥಿಯಂ ಅಯಾನ್ ಬ್ಯಾಟರಿಯಲ್ಲಿ ಆನೋಡ್ ಆಗಿ ಬಳಸಲು ಪರಿಗಣಿಸಲಾಗಿದೆ, ಏಕೆಂದರೆ ಅವುಗಳ ಕ್ರಮಬದ್ಧ ಸ್ಫಟಿಕೀಯ ರಚನೆಯು 400 ಚಕ್ರಗಳಲ್ಲಿ 200 mA g−1 ನಲ್ಲಿ 225 mAh g−1 ಚಾರ್ಜಿಂಗ್ ವೇಗವನ್ನು ಅನುಮತಿಸುತ್ತದೆ, 99.93% ಕೂಲಂಬಿಕ್ ದಕ್ಷತೆಯಲ್ಲಿ. ಬಾಹ್ಯ ಕೊಂಡಿಗಳು ಮೂಲ ನಿಯೋಬಿಯಂ ಮಾಹಿತಿ ಮತ್ತು ಸಂಶೋಧನಾ ದತ್ತಾಂಶ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ನಿಯೋಬಿಯಂ (ವಿ) ಸಂಯುಕ್ತಗಳು ಪರಿವರ್ತನೆ ಲೋಹದ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳು