مركب كيتوسان مسامي لمعالجة المياه
العنوان الرسمي للبراءة
طريقة لإنتاج مركب نانوي قائم على الكيتوسان/NaFeSi.SUB.2.O.SUB.6 ذي مسام متوسطة
العنوان الإنجليزي: Method of producing a mesoporous chitosan/NaFeSi2O6 based nanocomposite
الاختراع
الاختراع
المشكلة
يفيد الكيتوسان في الامتزاز والمواد المستدامة لكنه قد يملك أداءً ميكانيكيًا وحراريًا محدودًا. ويمكن للجسيمات النانوية تحسينه، إلا أن التكتل وعدم تجانس التشتت وضعف ضبط المسامية وتعقيد التحضير وتكلفة الإنتاج قد تحد من أداء المركب.
أهميتها
يمكن لمركب مضبوط من الكيتوسان والسيليكات ذي مسام متوسطة متاحة أن يدعم الامتزاز والفصل والتحفيز مع الجمع بين بوليمر طبيعي وطور غير عضوي نانوي.
النهج
تحضر جسيمات سيليكات حديد الصوديوم نانويًا بالمعالجة الحرارية المائية، وتشتت في محلول كيتوسان، وتعالج بهيدروكسيد الصوديوم. ويغلف الكيتوسان جسيمات NaFeSi2O6 ويجمعها في بنى قضيبية مسامية متوسطة ذات خصائص محددة بامتزاز النيتروجين.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مطوري المواد المازة والمحفزات وباحثي معالجة المياه ومصنعي أوساط الفصل وشركات المواد المستدامة ومختبرات مركبات الكيتوسان النانوية.
القيمة المحتملة
تجمع العملية غلاف بوليمر حيوي مع قضبان نانوية من سيليكات حديد الصوديوم، وتوفر خصائص قابلة للقياس لقطر المسام والمساحة السطحية وحجم المسام ومنحنى الامتزاز عبر مسار محدد للمعالجة الحرارية المائية والتجميع القلوي.
الخلفية
الخلفية
الكيتوسان بوليمر قابل للتحلل الحيوي يحوي مجموعات كيميائية يمكنها ربط المعادن الثقيلة والملوثات العضوية، مما يجعله جذابًا لمعالجة المياه وعمليات الفصل الأخرى. وقد يحد من استخدامه ضعف القوة الميكانيكية والثبات الحراري وخصائص الحاجز. ويمكن لإضافة بنى نانوية غير عضوية تحسين الأداء، لكن سوء التشتت وتكتل الجسيمات قد يقللان الفوائد المتوقعة. وتعالج البراءة هذه التحديات بتكوين جسيمات سيليكات حديد الصوديوم أولًا ثم استخدام الكيتوسان لتغليفها وتجميعها في بنى قضيبية مسامية متوسطة.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يتفاعل ميتاسيليكات الصوديوم خماسي الماء مع كلوريد الحديد الثلاثي سداسي الماء حراريًا مائيًا لتكوين جسيمات NaFeSi2O6 نانوية. تضاف الجسيمات إلى محلول كيتوسان، ويحول هيدروكسيد الصوديوم الطليعة إلى مركب قضيبـي مغلف. ويظهر امتزاز النيتروجين منحنى من النوع IV مع حلقة تباطؤ H3. وتملك الصور المطالب بها متوسط مسام أكبر من 15 نانومتر، واختياريًا أكبر من 35 نانومتر، ومساحة BET أكبر من 9 م²/غ، وحجم مسام كليًا أكبر من 0.09 سم³/غ.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- تطوير مواد مازة للمعادن الثقيلة والملوثات العضوية.
- أوساط فصل مسامية لأبحاث معالجة المياه.
- مادة داعمة لدراسات التحفيز غير المتجانس.
- تطوير مواد وظيفية مستدامة قائمة على الكيتوسان.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يجمع بوليمرًا طبيعيًا مع طور غير عضوي من سيليكات حديد الصوديوم.
- يكون تكتلات قضيبية من الجسيمات النانوية المغلفة بالكيتوسان.
- يوفر حدودًا مقاسة للمسام المتوسطة ومساحة BET وحجم المسام.
- يظهر منحنى امتزاز من النوع IV مع تباطؤ H3.
- يستخدم تحضيرًا حراريًا مائيًا محددًا يتبعه تجميع قلوي.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
وُصف تحضير الجسيمات النانوية والتوصيف بواسطة WXRD وSEM وامتزاز النيتروجين؛ ولم يثبت امتزاز الملوثات أو الفصل أو الأداء التحفيزي أو المتانة أو التشغيل الموسع. ولم تُتحقق مرحلة التطوير بصورة مستقلة.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد تهم المادة شركات المواد المازة ودعامات المحفزات وأوساط الترشيح. ويتطلب التقييم التجاري بيانات السعة والانتقائية الخاصة بالملوث، والمتانة الميكانيكية في أنظمة التدفق، واختبارات التجديد، وثبات الكيتوسان، ودراسات الترشيح والسلامة، وقابلية تكرار الدفعات، واقتصاديات التوسيع، والمقارنة الخاصة بالتطبيق ضمن ظروف تشغيل مستمرة.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- B01J20/24العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/10العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- C01B33/32العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- B01J20/10العمليات 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
- B01J20/3291العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/28016العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/3274العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/28059العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/3085العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/24العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/3204العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C01P2002/72مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولإيهاب عبدالحميد عبدالرحمن أحمد
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- كيتوسان
- NaFeSi2O6
- سيليكات حديد الصوديوم
- مركب نانوي مسامي متوسط
- قضبان نانوية
- تحضير حراري مائي
- الامتزاز
- معالجة المياه
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.