1. Vùng xúc tác
(1) Công nghiệp axit sunfuric (ứng dụng chính)
Vai trò:đóng vai trò là chất xúc tác choquá trình oxy hóa SO₂ thành SO₃(quy trình tiếp xúc để sản xuất axit sunfuric).
Cơ chế:V₂O₅ và K₂O/SiO₂ tạo thành chất xúc tác, nguyên tử oxy được chuyển qua chu trình V⁵⁺↔V⁴⁺:
SO2+V2O5→SO3+V2O4V2O4+21O2→V2O5
Thuận lợi: hoạt tính cao, giá thành thấp, có thể thay thế xúc tác platin đời đầu.
(2) Xúc tác tổng hợp hữu cơ
oxy hóa chọn lọc:
Benzen → Maleic anhydrit (dùng trong chất dẻo).
Propane/propylene → axit acrylic (nhựa acrylic tổng hợp).
Phản ứng khử hydro: ethylbenzen → styrene (nguyên liệu sản xuất polystyrene).
Xúc tác môi trường: xúc tác phân hủy oxit nitơ (NOₓ) và các chất ô nhiễm hữu cơ trong khí thải công nghiệp.
2. Vật liệu lưu trữ năng lượng và pin
(1) Pin oxi hóa khử Vanadi-Pin (VRFB)
Chức năng:Là một hoạt chất của chất điện phân, nó tích lũy năng lượng do phản ứng oxi hóa khử V⁵⁺/V⁴⁺ (cực dương) và V³⁺/V²⁺ (cực âm).
Thuận lợi:
Длительный срок службы (>20 000 chu kỳ).
Thích hợp cho việc lưu trữ năng lượng quy mô lớn (ví dụ: nhà máy điện gió và năng lượng mặt trời).
(2) Pin lithium{1}}ion/natri-ion
Vật liệu điện cực dương:
V₂O₅ phân lớp có thể nhúng Li⁺ hoặc Na⁺, với dung lượng lý thuyết cao (~294 mAh/g).
Các kỹ thuật sửa đổi (chẳng hạn như tạo ren và phủ cacbon) cải thiện độ dẫn điện và độ ổn định của chu trình.
Kịch bản ứng dụng: Pin mật độ năng lượng cao, thiết bị điện tử linh hoạt.
3. Sản xuất hóa chất và vật liệu
(1) Gốm sứ và thủy tinh
Thuốc nhuộm: Thêm V₂O₅ sẽ tạo ra men gốm màu vàng hoặc xanh lục.
Hấp thụ tia cực tím: được sử dụng trong kính đặc biệt (ví dụ, để cách nhiệt cho các tòa nhà).
(2)Nguyên liệu chosản xuất vanadi kim loại và hợp kim: vanadi kim loại được sản xuất bằng phương pháp nhiệt nhôm hoặc khử canxi:
V2O5+5Ca→2V+5CaO
Ứng dụng của hợp kim:
thép vanadi(Fe-V): Tăng cường độ bền và khả năng chống ăn mòn (được sử dụng trong thép công cụ và các bộ phận ô tô).
Hợp kim titan(Ti-6Al-4V): vật liệu kết cấu cho ngành hàng không vũ trụ.
(3) Tổng hợp các hợp chất khác
Vanadi Nitrat (VN): vật liệu phủ chống mài mòn.
Vanadat(ví dụ NaVO₃): chất bảo quản và chất ức chế ăn mòn.