ممتز جيوبوليمري لمعالجة ملوثات مائية متعددة
العنوان الرسمي للبراءة
مركب جيوبوليمري لإزالة تلوث المياه
العنوان الإنجليزي: Geopolymer composite for water decontamination
الاختراع
الاختراع
المشكلة
قد تعاني الجيوبوليمرات التقليدية من انخفاض المساحة السطحية ومحدودية حجم المسام وضعف قدرة الامتزاز، مما يحد من فعاليتها في الترشيح وإزالة الملوثات. وتوجد حاجة إلى مادة معدلة السطح لالتقاط ملوثات المياه المتنوعة كيميائيًا.
أهميتها
يمكن لمادة مازة قابلة لإعادة الاستخدام وقادرة على التعامل مع المركبات العضوية والمعادن الثقيلة أن توسع خيارات معالجة المياه منخفضة التكلفة. كما تجذب الجيوبوليمرات الاهتمام بسبب ثباتها وكيمياء الألومينوسيليكات المتاحة نسبيًا.
النهج
يجمع المركب الموصوف بين ألومينوسيليكات مسامية وخافض توتر سطحي من الأمونيوم الرباعي، ويفضل CTAB، يشغل مواقع الصوديوم الشاغرة، وثنائي بنزويل ميثان مثبت على الخافض السطحي. كما توصف طريقة تحضير وعملية لمعالجة المياه بالتلامس والفصل والإزاحة.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مشغلي معالجة المياه ومصنعي المواد المازة وشركات المعالجة البيئية ومختبرات مياه الصرف الصناعي والباحثين في مواد الفصل القائمة على الجيوبوليمر.
القيمة المحتملة
تضيف التقنية وظائف خافض التوتر السطحي والمركب العضوي الكاره للماء إلى جيوبوليمر مسامي، مع تحديد نطاقات قابلة للقياس للمساحة السطحية وحجم المسام وقطرها ومسار لإزالة فئات متعددة من الملوثات ثم إزاحتها.
الخلفية
الخلفية
الجيوبوليمرات مواد ألومينوسيليكاتية ثابتة ومنخفضة التكلفة نسبيًا ويمكن استخدامها في الامتزاز والترشيح والتحفيز. لكن اتساع استخدامها كمواد مازة يتقيد عندما تكون المساحة السطحية أو حجم المسام أو الألفة تجاه الجزيئات المستهدفة غير كافية. وتركز الأساليب السابقة المذكورة على مواد الربط أو خصائص البناء ولا تقدم التعديل العضوي نفسه للسطح. لذلك تسعى البراءة إلى جيوبوليمر مسامي تشغل فيه مادة خافضة للتوتر السطحي مواقع الصوديوم الشاغرة ويعدل سطحه أيضًا للتفاعل مع ملوثات المياه.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يتفاعل محلول ألومنيوم مع محلول سيليكا لتكوين ألومينوسيليكات مسامية، ثم تغسل وتخلط مع خافض توتر سطحي من الأمونيوم الرباعي مدة ساعة إلى ست ساعات. يضاف محلول ثنائي بنزويل ميثان ويسخن الخليط عند 80–125 درجة مئوية حتى الجفاف ثم يغسل. وتبلغ المساحة السطحية للمركبات المطالب بها 47–60 م²/غ، وحجم المسام 0.175–0.250 سم³/غ، ومتوسط قطر المسام 6.75–8.50 نانومتر. تلامس المياه الملوثة المركب ثم تفصل، ويمكن تجديده بمذيب غسل.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- إزالة الأصباغ والملوثات الفينولية من المياه بالامتزاز.
- أبحاث معالجة المبيدات ومبيدات الأعشاب والمضادات الحيوية والملوثات العضوية الثابتة.
- التقاط المعادن الثقيلة من التيارات المائية الملوثة.
- أوساط جيوبوليمرية قابلة للتجديد لتطوير معالجة المياه مخبريًا وصناعيًا.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يجمع الألومينوسيليكات المسامية وخافضًا سطحيًا من نوع CTAB وثنائي بنزويل ميثان في مادة واحدة.
- يحدد نطاقات المساحة السطحية وحجم المسام وقطرها للمركب.
- يتعامل أسلوب المعالجة المطالب به مع فئات ملوثات عضوية ومعادن ثقيلة.
- يتضمن خطوة اختيارية للغسل بالمذيب لإزاحة الملوث وتجديد المادة.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
وُصف تحضير المركب وتوصيفه بواسطة XRD وEDX وBET؛ وطولب باستخدامه لإزالة الملوثات، بينما لم تثبت أدلة المصدر أداء المعالجة في مياه حقيقية ممثلة. ولم تُتحقق مرحلة التطوير بصورة مستقلة.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد يهم المركب موردي المواد المازة ومطوري معالجة المياه الباحثين عن أوساط معدنية وظيفية. ويتطلب التقييم التجاري بيانات السعة والانتقائية الخاصة بكل ملوث، واختبارات دورات التجديد، وتحليل المواد المتسربة، واقتصاديات التوسيع، والتحقق في مياه صرف حقيقية تحتوي أيونات ومواد عضوية منافسة ضمن ظروف تدفق مستمر.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- B01J20/16العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01D15/20الفصل
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- B01D15/203الفصل
- B01J20/3071العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/28071العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/28059العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/3475العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/16العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01D15/424الفصل
- C02F1/288معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- B01J20/3078العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/28083العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C02F1/281معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F2303/16معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F1/285معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولإيهاب عبدالحميد عبدالرحمن أحمد
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- جيوبوليمر
- ألومينوسيليكات
- CTAB
- ثنائي بنزويل ميثان
- إزالة ملوثات المياه
- الامتزاز
- مركب مسامي
- التجديد
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.