नैनो उत्प्रेरक

ताँबा-आधारित उत्प्रेरक 

• यह उत्प्रेरक स्पोरोपोलेनिन टेंपलेट (Sporopollenin Template) पर कॉपर ऑक्साइड नैनोस्ट्रक्चर को विकसित करके बनाया गया है।
• इन उत्प्रेरकों को प्रचुर मात्रा में, कम विषाक्तता, दक्षता और इसकी पुन: प्रयोज्यता के कारण हरित उत्प्रेरक माना जा सकता है।
  • यह बिना किसी मिलावट के जल में प्रभावी है और इसका कई बार पुनः उपयोग किया जा सकता है।
  • अनुप्रयोग: कार्बनिक अभिक्रियाओं, पर्यावरण सुधार, नैनोस्केल इलेक्ट्रॉनिक्स और सतह-संवर्द्धित रमन स्पेक्ट्रोस्कोपी (Surface Enhanced Raman Spectroscopy- SERS) में उपयोगी।
• ताँबा-आधारित उत्प्रेरक के लाभ
  • ताँबे पर आधारित उत्प्रेरक अपने अद्वितीय गुणों एवं लाभों के कारण व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं:
• प्रचुरता और लागत-प्रभावशीलता
  • आसानी से उपलब्ध: ताँबा स्वाभाविक रूप से प्रचुर मात्रा में और आसानी से सुलभ है।
  • कम लागत: यह एक सस्ती धातु है, जो इसे उत्प्रेरक अनुप्रयोगों के लिए एक लागत प्रभावी विकल्प बनाती है।
• अनेक ऑक्सीकरण अवस्थाएँ
  • प्रतिक्रियाओं में लचीला: ताँबा विभिन्न ऑक्सीकरण अवस्थाओं (Cu⁰, Cu⁺, Cu²⁺, Cu³⁺) में पाया जाता है, जो इसे विभिन्न रासायनिक अभिक्रियाओं में भाग लेने में सक्षम बनाता है।
• बहुमुखी अनुप्रयोग 
  • रेडॉक्स अभिक्रियाएँ (Redox Reactions): ऑक्सीकरण-अपचयन प्रक्रियाओं में व्यापक रूप से उपयोग की जाती हैं।
  • कार्बन मोनोऑक्साइड का ऑक्सीकरण: कार्बन मोनोऑक्साइड को कार्बन डाइऑक्साइड में बदलने में प्रभावी है।
  • चयनात्मक ऑक्सीकरण: कार्बनिक यौगिकों के चयनात्मक ऑक्सीकरण को सुगम बनाता है।
  • विद्युत रासायनिक अभिक्रियाएँ: हाइड्रोजन विकास अभिक्रियाओं (Hydrogen Evolution Reactions-HER) में महत्त्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं।

हरित उत्प्रेरक (Green catalysts) हरित उत्प्रेरक ऐसे पदार्थ हैं, जो पर्यावरणीय प्रभाव को कम करते हुए रासायनिक अभिक्रियाओं को तीव्र करते हैं। इन्हें औद्योगिक प्रक्रियाओं में स्थिरता को बढ़ावा देने और खतरनाक सामग्रियों के उपयोग को कम करने के लिए डिजाइन किया गया है।

नैनो उत्प्रेरक (Nano Catalyst) 

• नैनो उत्प्रेरक नैनोकणों से बना एक पदार्थ है, जो बिना खपत के रासायनिक अभिक्रियाओं को गति देता है।
• आकार: नैनोस्केल पर संचालित होता है, जिसमें कण आकार 1 से 100 नैनोमीटर तक होता है।
• नैनो उत्प्रेरक की मुख्य विशेषताएँ
  • उच्च सतह क्षेत्र: नैनो कण एक बड़ा सतह क्षेत्र प्रदान करते हैं, जिससे रासायनिक अभिक्रियाओं के लिए सक्रिय साइटों की संख्या बढ़ जाती है।
  • चयनात्मकता: नैनो उत्प्रेरकों को विशिष्ट प्रतिक्रियाओं को लक्षित करने के लिए तैयार किया जा सकता है, जिससे अवांछित अभिक्रियाएँ कम हो जाती हैं।
  • पर्यावरण के अनुकूल: कई को हरित रसायन विज्ञान के सिद्धांतों का पालन करने के लिए डिजाइन किया गया है, कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है और कठोर रसायनों से बचा जाता है।
  • नैनो उत्प्रेरकों के अनुप्रयोग
    • औद्योगिक रासायनिक अभिक्रियाएँ: पर्यावरणीय प्रभाव को कम करते हुए प्रक्रिया दक्षता में सुधार करना।
    • पर्यावरण उपचार: वायु और जल से प्रदूषकों को हटाने में मदद करना।
    • फार्मास्यूटिकल उद्योग: स्वच्छ और अधिक टिकाऊ दवा संश्लेषण को सक्षम करना।
    • ऊर्जा उत्पादन: हाइड्रोजन जैसे स्वच्छ ऊर्जा स्रोतों के उत्पादन का समर्थन करना।
  • नैनो उत्प्रेरक की सीमाएँ 
    • अभिक्रिया में अधिक समय: नैनो उत्प्रेरकों का अभिक्रिया समय अधिक हो सकता है।
      • यह प्रक्रिया अधिक महंगी होती है।
    • विषाक्तता जोखिम: इसका उपयोग एवं निपटान मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए जोखिम भरा है।
    • उच्च संवेदनशीलता: यह अत्यधिक तापमान और pH स्तर जैसी कुछ स्थितियों में अपनी प्रभावशीलता खो सकता है।

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