محفز مدعوم بالكربون لتحويل الكحولات
العنوان الرسمي للبراءة
جسيمات نانوية من منغنيت النحاس مدعومة بالكربون لإنتاج الوقود الحيوي
العنوان الإنجليزي: Carbon-supported copper manganite nanoparticles for biofuel production
الاختراع
الاختراع
المشكلة
قد تعاني الطرق التقليدية لإنتاج ميثيل إيثيل كيتون من انخفاض المردود وتوليد الملوثات. وتوجد حاجة إلى محفز نانوي غير متجانس ومحدد لتحويل 2-بيوتانول إلى ميثيل إيثيل كيتون في ظروف غازية عملية.
أهميتها
يوصف ميثيل إيثيل كيتون بأنه وقود حيوي محتمل عالي رقم الأوكتان، كما يستخدم مذيبًا صناعيًا ومادة وسيطة كيميائية. ويمكن لمسار تحفيزي أكثر كفاءة أن يدعم تحويل المواد الأولية المتجددة والتصنيع الكيميائي.
النهج
تكوّن العملية طليعة من إطار فلزي عضوي للنحاس والمنغنيز بالمعالجة الحرارية المائية، ثم تكلسها لإنتاج جسيمات CuMn2O4 نانوية مدعومة بالكربون، ومنها جسيمات ذات قلب إسبينل مغلف بالكربون. ويحفز المركب نزع الهيدروجين من 2-بيوتانول الغازي إلى ميثيل إيثيل كيتون عند 200–400 درجة مئوية في غاز حامل خامل.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مصنعي المحفزات ومطوري الوقود الحيوي والمصافي الحيوية ومنتجي ميثيل إيثيل كيتون ومجموعات كيمياء العمليات وباحثي تحفيز الأكاسيد الفلزية المختلطة.
القيمة المحتملة
يوفر مسار مشتق من إطار فلزي عضوي إسبينل CuMn2O4 متعدد حالات التكافؤ ومغلفًا جزئيًا بالكربون، ويحدد شروط تصنيع المحفز واستخدامه في نزع الهيدروجين من الكحول في الطور الغازي.
الخلفية
الخلفية
يحفز نمو الطلب على الطاقة ومحدودية الوقود الأحفوري تطوير مسارات متجددة للوقود والمواد الكيميائية. ويمكن لميثيل إيثيل كيتون أن يعمل مكونًا عالي الأوكتان وله استخدامات راسخة كمذيب وفي العمليات، لكن التصنيع التقليدي يوصف بانخفاض المردود وتوليد الملوثات. وتوفر أكاسيد النحاس والمنغنيز المختلطة مواقع تحفيزية نشطة في الأكسدة والاختزال، بينما يمكن لغلاف الكربون تعديل سطح الجسيمات وثباتها. لذلك يطور الإفصاح محفزًا نانويًا مضبوطًا لتحويل 2-بيوتانول إلى ميثيل إيثيل كيتون.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
تذاب أملاح النحاس والمنغنيز بنسبة مولية متقاربة في مذيب قطبي وتجمع مع ربيطة حمض ثنائي الكربوكسيل عطرية، ويفضل حمض التيرفثاليك. تكوّن المعالجة الحرارية المائية عند 100–200 درجة مئوية طليعة إطار صلبة تكلس عند 350–600 درجة مئوية. ويملك CuMn2O4 الناتج شبكة إسبينل بلورية وحالات Cu+/Cu2+ وMn3+/Mn4+، كما تمتلك بعض الجسيمات بنية قلب وغلاف كربوني. ثم ينزع الهيدروجين من 2-بيوتانول الغازي فوق المادة، ويفضل تحت النيتروجين.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- الإنتاج التحفيزي لميثيل إيثيل كيتون من 2-بيوتانول.
- أبحاث عمليات الوقود الحيوي والمواد الكيميائية المتجددة.
- تطوير محفزات نزع الهيدروجين من الكحول في الطور الغازي.
- منصات محفزات الأكاسيد الفلزية المختلطة والمدعومة بالكربون.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يستخدم طليعة إطار مضبوطة بالمعالجة الحرارية المائية يتبعها التكليس.
- ينتج CuMn2O4 إسبينليًا بلوريًا يحوي حالات أكسدة متعددة للنحاس والمنغنيز.
- يوفر تغليفًا كربونيًا جزئيًا حول الجسيمات النانوية المحفزة.
- يحدد استخدام المحفز لنزع هيدروجين 2-بيوتانول ضمن نطاق 200–400 درجة مئوية.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
وُصف تحضير الجسيمات النانوية وتوصيفها البنيوي والمقارنات التحفيزية المختبرية؛ ولم يثبت التشغيل المستمر أو عمر المحفز أو تجديده أو العمل على نطاق إنتاجي. ولم تُتحقق مرحلة التطوير بصورة مستقلة.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد يدعم المحفز الترخيص أو التطوير المشترك مع شركات المحفزات المتخصصة والوقود الحيوي وإنتاج الكيتونات. ويتطلب التسويق قياس المردود والانتقائية والثبات طويل الأمد والتجديد وميزان الكربون واسترجاع المذيبات والتوسيع في مفاعل مستمر ومقارنة اقتصادية مع المسارات المعتمدة لإنتاج ميثيل إيثيل كيتون على نطاق إنتاجي.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- B01J23/84العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/30العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- B01J23/84العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/397العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/45العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/70العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J37/04العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J37/086العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C07C45/002المركبات اللاحلقية أو الكربوحلقية
- C07C49/10المركبات اللاحلقية أو الكربوحلقية
- B01J21/18العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولمحمد نادي عبد الحميد إبراهيم
- مخترععبد العزيز أحمد سعيد
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- منغنيت النحاس
- CuMn2O4
- محفز مدعوم بالكربون
- ميثيل إيثيل كيتون
- 2-بيوتانول
- نزع الهيدروجين
- إطار فلزي عضوي
- وقود حيوي
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.