US 12281048 B1براءة اختراع ممنوحةالولايات المتحدة

خزف متوسط المسام للتحفيز والترشيح

العنوان الرسمي للبراءة

مركب نانوي متوسط المسام

العنوان الإنجليزي: Mesoporous nanocomposite

الاختراع

الاختراع

المشكلة

قد تتطلب مركبات الأكاسيد الفلزية المختلطة النانوية مواد أولية مكلفة أو معدات ضغط عال أو معالجة طويلة أو طحنًا مكثفًا. كما قد تنتج المسارات الحالية أحجام جسيمات غير متسقة وتكتلًا ومسامية ضعيفة الضبط.

أهميتها

يمكن لمادة أكسيدية مسامية متوسطة وقابلة للتكرار أن توفر منصة للتحفيز غير المتجانس والامتزاز والترشيح والفصل وتطبيقات أخرى تعتمد على مساحة سطحية متاحة وأطوار بلورية محددة.

النهج

يجمع الإفصاح ZrO2 أحادي الميل ورباعي الزوايا مع Mg6MnO8 مكعب في مركب جسيمي مسامي متوسط. وتنتج عملية التخليب والإضافة القطرة لبوليول مكون للجل، يليها تسخين وتكليس مضبوطين، تركيبًا وحجم بلورات ومساحة سطحية وقطر مسام وحجم مسام محددة.

الجهات المستفيدة

تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مصنعي المحفزات وأوساط الترشيح ومنتجي الخزفيات المتخصصة ومطوري المواد البيئية وشركات تقنيات الفصل ومختبرات الأكاسيد الفلزية المختلطة.

القيمة المحتملة

تدمج المادة ثلاثة أطوار بلورية محددة في تركيب معلوم من ZrO2 إلى Mg6MnO8، وتوفر نطاقات مقاسة للمسام المتوسطة والمساحة السطحية إلى جانب مسار تحضير قابل للتكرار بالجل والتكليس.

الخلفية

الخلفية

يمكن للمواد النانوية تحسين التحفيز وتخزين الطاقة والفصل والإلكترونيات والمعالجة البيئية، لكن إنتاج أطوار نانوية نقية يتطلب غالبًا معالجة دقيقة ومكلفة. وقد يحسن دمجها في مركبات إتاحة المادة ويجمع خصائص مفيدة، إلا أن مسارات السول-جل والمعالجة الحرارية المائية والترسيب والترسيب البخاري والطحن تنطوي على مفاضلات في التكلفة أو الضغط أو الحرارة أو تجانس الجسيمات أو قابلية التوسيع. وتسعى البراءة إلى مركب أكسيدي مختلط مضبوط يصنع بمسار تخليب وجل مائي، مع أطوار محددة من الزركونيا وأكسيد المغنيسيوم والمنغنيز ومسامية متوسطة قابلة للقياس.

نظرة تقنية

نظرة تقنية

يضاف مخلّب مائي من حمض هيدروكسي ألكيل كربوكسيلي، ويفضل حمض الطرطريك، قطرة قطرة إلى محاليل أملاح المغنيسيوم والمنغنيز والزركونيوم. ثم يضاف بوليول بالطريقة نفسها لتكوين جل يحرك ويسخن عند 200–400 درجة مئوية إلى مسحوق جاف، ثم يكلس عند 700–1000 درجة مئوية. ويحوي المركب المطالب به 70–90% وزنيًا ZrO2 و10–30% Mg6MnO8، مع زركونيا أحادية الميل ورباعية الزوايا وMg6MnO8 مكعب ومساحة سطحية 10–30 م²/غ ومتوسط مسام 2–5 نانومتر.

التطبيقات المحتملة

التطبيقات المحتملة

  1. تركيبات المحفزات غير المتجانسة.
  2. أغشية الترشيح وأوساط الفصل المسامية.
  3. أبحاث المواد المازة للمعالجة البيئية.
  4. دراسات خزفيات الأكاسيد الفلزية المختلطة والتفاعلات السطحية.

المزايا المدعومة بالمعلومات

المزايا المدعومة بالمعلومات

  1. يجمع ZrO2 أحادي الميل ورباعي الزوايا مع Mg6MnO8 مكعب.
  2. يحدد التركيب وحجم البلورات والمساحة السطحية وقطر المسام وحجمها.
  3. يستخدم محاليل مائية للأملاح والمخلّب مع عملية تكوين جل بالإضافة القطرة.
  4. يوصف صراحة للمحفزات غير المتجانسة وأوساط الترشيح.

مرحلة التطوير

مرحلة التطوير

وُصف تحضير المسحوق والتوصيف بواسطة XRD وEDX وSEM وامتزاز النيتروجين؛ ولم يثبت النشاط التحفيزي أو أداء الأغشية أو المتانة أو التحقق على نطاق تطبيقي. ولم تُتحقق مرحلة التطوير بصورة مستقلة.

الفرصة التجارية

الفرصة التجارية

قد يهم المسحوق شركات المحفزات المتخصصة والخزفيات ومواد الترشيح بوصفه منصة أكسيدية مختلطة قابلة للضبط. ويتطلب التقييم التجاري بيانات تحفيز أو فصل خاصة بالتطبيق، وتوسيعًا قابلًا للتكرار، وتحليل الطاقة وتكلفة المواد الأولية، ومناولة المسحوق، وإدخاله في الأغشية، واختبارات المتانة، والمقارنة بمركبات الزركونيا المعتمدة.

تصنيفات البراءة

تصنيفات البراءة

التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC

  • C04B35/488الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B35/624الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي

التصنيف التعاوني للبراءات CPC

  • C04B35/488الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • B01J20/041العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
  • B01J20/06العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
  • B01J20/28016العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
  • B01J20/28059العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
  • B01J20/28071العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
  • B01J20/28083العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
  • B01J35/45العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
  • B01J35/615العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
  • B01J35/647العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
  • B01J35/70العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
  • C01G45/1271المركبات المحتوية على فلزات غير المشمولة بالفئتين الفرعيتين C01D أو C01F
  • C04B35/624الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B35/62655الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B35/6325الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B35/64الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B38/0054الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B38/0067الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C01P2002/10مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2002/20مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2002/32مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2002/60مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2002/72مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2002/85مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2004/03مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2004/51مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2004/54مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2004/61مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2004/62مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2006/12مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2006/14مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2006/16مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C04B2235/3206الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/3244الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/3262الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/3268الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/443الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/444الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/448الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/449الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/5409الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/5454الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/549الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/606الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/656الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/76الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/762الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/765الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي
  • C04B2235/781الجير؛ المغنيسيا؛ الخبث؛ الأسمنت وتركيباته؛ الحجر الاصطناعي؛ الخزف؛ المواد الحرارية؛ معالجة الحجر الطبيعي

المخترعون

المخترعون

  • المخترع الأولإيهاب عبدالحميد عبدالرحمن أحمد

الكلمات المفتاحية

الكلمات المفتاحية

  • مركب نانوي مسامي متوسط
  • زركونيا
  • Mg6MnO8
  • أكسيد فلزي مختلط
  • سول-جل
  • حمض الطرطريك
  • محفز غير متجانس
  • غشاء ترشيح

وثيقة البراءة والرسومات

وثيقة البراءة والرسومات

رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.