ऑक्सीडेटिव डिसल्फराइजेशन में फ्यूम्ड सिलिका का अनुप्रयोग: हालिया प्रगति और भविष्य की संभावनाएं

• हाल के वर्षों में, कड़े पर्यावरण नियमन और स्वच्छ ईंधन की बढ़ती मांग ने ऑक्सीडेटिव डिसल्फराइजेशन (ODS) इसकी उच्च दक्षता और कम ऊर्जा खपत के कारण यह एक प्रमुख अनुसंधान केन्द्र है। धुँआदार सिलिकाअद्वितीय भौतिक-रासायनिक गुणों वाला एक उच्च-प्रदर्शन नैनोमटेरियल, ओडीएस में उत्प्रेरक समर्थन और सोखने वाले के रूप में बड़ी क्षमता दिखाता है। यह लेख हाल की प्रगति और भविष्य के रुझानों के साथ-साथ डीसल्फराइजेशन में फ्यूम्ड सिलिका के अनुप्रयोग की खोज करता है।

1. फ्यूम्ड सिलिका प्रौद्योगिकी में हालिया विकास

धुँआदार सिलिका का उत्पादन किसके माध्यम से किया जाता है? सिलिकॉन टेट्राक्लोराइड (SiCl₄) का उच्च तापमान हाइड्रोलिसिस, जिसके परिणामस्वरूप नैनोस्केल अनाकार सिलिका बनती है उच्च सतह क्षेत्र (100-400 m²/g), कम घनत्व, उत्कृष्ट रासायनिक स्थिरता, और ट्यूनेबल सतह गुणनैनो प्रौद्योगिकी में हाल की प्रगति ने इसके अनुप्रयोगों का विस्तार किया है उत्प्रेरण, कंपोजिट, ऊर्जा भंडारण, और पर्यावरण सुधार.

• उन्नत सतह संशोधनसिलेन युग्मन एजेंट और धातु ऑक्साइड कोटिंग्स हाइड्रॉक्सिल समूह घनत्व को बढ़ाते हैं, जिससे उत्प्रेरक सक्रिय साइटों के साथ बातचीत में सुधार होता है।
• उन्नत फैलावउन्नत संश्लेषण विधियां (जैसे, प्लाज्मा-सहायता प्राप्त प्रक्रियाएं) फैलाव को अनुकूलित करती हैं, जिससे फ्यूम्ड सिलिका तरल-चरण उत्प्रेरक प्रणालियों में अधिक स्थिर हो जाती है।

• हरित उत्पादनकुछ निर्माता पर्यावरणीय प्रभाव और लागत को कम करने के लिए कम कार्बन संश्लेषण विधियों को अपना रहे हैं।

2. ऑक्सीडेटिव डिसल्फराइजेशन में फ्यूम्ड सिलिका के अनुप्रयोग

ओडीएस ईंधन में सल्फर यौगिकों (जैसे, थायोफीन, बेंजोथियोफीन) को हल्की परिस्थितियों में सल्फोन/सल्फोक्साइड में परिवर्तित करता है, उसके बाद निष्कर्षण/अवशोषण करता है। फ्यूम्ड सिलिका निम्नलिखित तरीकों से योगदान देता है:

उत्प्रेरक समर्थन

इसका उच्च सतह क्षेत्र और प्रचुर मात्रा में सिलानॉल (Si-OH) समूह इसे एंकरिंग के लिए आदर्श बनाते हैं धातु ऑक्साइड (जैसे, TiO₂, MoO₃, WO₃) और हेटरोपॉलीएसिड (जैसे, फॉस्फोमोलिब्डिक एसिड):

• TiO₂/SiO₂ कंपोजिटफ्यूम्ड सिलिका पर समर्थित TiO₂ बेहतर चार्ज पृथक्करण और सक्रिय साइट एक्सपोजर के कारण बढ़ी हुई फोटोकैटलिटिक ODS दक्षता प्रदर्शित करता है।

• हेटेरोपॉलीएसिड-सिलिका संकरसंशोधित धुँआदार सिलिका पर फॉस्फोटुंगस्टिक एसिड (एचपीडब्ल्यू) को स्थिर करने से उत्प्रेरक स्थिरता और पुन: प्रयोज्यता में सुधार होता है, जबकि निक्षालन न्यूनतम होता है।

सोखना संवर्धन

ऑक्सीकरण के बाद, सल्फोन को अधिशोषण/निष्कर्षण के माध्यम से हटाया जाना चाहिए। धुएँदार सिलिका की छिद्रता और परिवर्तनीय सतह सक्षम बनाती है:

• क्रियाशील आणविक छलनी/सक्रिय कार्बन चयनात्मक सल्फर अवशोषण के लिए.

• आयोनिक तरल कंपोजिट एकीकृत निष्कर्षण-शोषण प्रणालियों के लिए।

ऑक्सीडेंट स्थिरीकरण

• में H₂O₂/O₃-आधारित ODSधुँआदार सिलिका एक स्टेबलाइजर के रूप में कार्य करता है, जो तेजी से ऑक्सीडेंट के अपघटन को रोकता है और प्रतिक्रियाशीलता को लम्बा खींचता है।

3.भविष्य के परिप्रेक्ष्य

• उन्नत उत्प्रेरक डिजाइनउच्च क्रियाशीलता और स्थायित्व के लिए धातु/हेटरोपॉलीएसिड लोडिंग को अनुकूलित करने के लिए सतह रसायन विज्ञान का सटीक नियंत्रण।

• हरित प्रक्रियाओं के साथ एकीकरणऊर्जा-कुशल डीसल्फराइजेशन के लिए धुएँदार सिलिका-आधारित प्रणालियों के साथ फोटोकैटेलिसिस, इलेक्ट्रोकैटेलिसिस या बायोकैटेलिसिस का संयोजन।

• स्केल-अप चुनौतियाँयद्यपि प्रयोगशाला स्तर पर परिणाम आशाजनक हैं, लेकिन औद्योगिक स्तर पर अपनाने के लिए लागत प्रभावी उत्पादन और दीर्घकालिक स्थिरता की आवश्यकता होती है।

4. निष्कर्ष

फ्यूम्ड सिलिका के ट्यूनेबल गुण इसे अगली पीढ़ी की ODS तकनीकों के लिए एक बहुमुखी सामग्री के रूप में स्थापित करते हैं। नैनोइंजीनियरिंग और उत्प्रेरक तंत्र पर निरंतर शोध कुशल, टिकाऊ डीसल्फराइजेशन समाधानों के विकास को बढ़ावा देगा, जो वैश्विक स्वच्छ ऊर्जा लक्ष्यों का समर्थन करेगा।