مادة نانوية قابلة لإعادة الاستخدام لإزالة الأصباغ
العنوان الرسمي للبراءة
طريقة لتنقية المياه الملوثة
العنوان الإنجليزي: Method for purifying polluted water
الاختراع
الاختراع
المشكلة
قد تكون الأصباغ الصناعية ضعيفة التحلل الحيوي ويصعب إزالتها بالمعالجة البيولوجية. وتجذب تنغستات الفضة الاهتمام للمعالجة، لكنها قد تملك مساحة سطحية منخفضة وتعاني عدم الثبات الضوئي وانخفاض الكفاءة عند إعادة الاستخدام.
أهميتها
يمكن لمادة مازة نانوية قابلة للتجديد للمياه الملوثة بالأصباغ أن تكمل أنظمة الأغشية والأكسدة والتخثير والمعالجة الحيوية، ولا سيما لتيارات مياه الصرف المحتوية على ملونات ثابتة.
النهج
تخلط جسيمات Ag2WO4 النانوية المطعمة بالكبريت مع المياه الملوثة لامتزاز الأصباغ ثم تزال بالترشيح. وتحوي الجسيمات 5–30% وزنيًا من الكبريت ويبلغ قطرها 2–40 نانومتر، ويمكن غسلها بحمض ثم شطفها بالماء لإعادة الاستخدام.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مشغلي مياه صرف صناعات النسيج والأصباغ وشركات معالجة المياه المتقدمة ومصنعي المواد المازة والمختبرات البيئية والمنشآت الصناعية الباحثة عن أوساط معالجة نهائية قابلة لإعادة الاستخدام.
القيمة المحتملة
تجمع الطريقة تعديلًا نانويًا بالكبريت وامتزازًا عند حرارة قريبة من المحيط وترشيحًا بسيطًا وتجديدًا حمضيًا، مع كفاءات إزالة مطالب بها لا تقل عن 90% للإنديغو كارمين والميثيل الأحمر في ظروف مختبرية محددة.
الخلفية
الخلفية
قد تحتوي مياه الصرف أصباغًا ومبيدات وأيونات معدنية وملوثات أخرى من مصادر بلدية وصناعية. وتقاوم أصباغ كثيرة التحلل الحيوي، لذلك تستخدم عمليات الامتزاز والترشيح والتخثير والمعالجة الكهروكيميائية والأكسدة لإزالة اللون. وتملك تنغستات الفضة خصائص بصرية وتحفيزية مفيدة لكنها قد لا تثبت تحت الإضاءة الشديدة المطولة، وقد يحد التآكل الضوئي من إعادة استخدامها. وتركز الطريقة الموصوفة بدلًا من ذلك على الامتزاز بواسطة Ag2WO4 نانوي مطعم بالكبريت بهدف تحسين التقاط الأصباغ وإتاحة التجديد بعد المعالجة.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
تضاف جسيمات Ag2WO4 الجافة المطعمة بالكبريت والمحتوية على 5–30% وزنيًا من الكبريت إلى محلول ملوث محرك، ثم تخلط وترشح. ويبلغ متوسط قطر الجسيمات الكروية 2–40 نانومتر وقد تكون غير متبلورة وفق XRD. وبالنسبة للإنديغو كارمين، تحدد المطالبات سعات تعتمد على pH والتركيز وإزالة لا تقل عن 95% بعد 80 دقيقة قرب pH متعادل. وتحافظ المادة على إزالة لا تقل عن 90% بعد ثلاث دورات تجديد باستخدام HCl بتركيز 0.1 مولاري ثم الشطف بالماء، كما تزيل الميثيل الأحمر.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- إزالة الإنديغو كارمين من المياه الملوثة بالأصباغ.
- إزالة الميثيل الأحمر من التيارات المائية.
- المعالجة النهائية لمياه صرف صناعات النسيج والملونات.
- أبحاث مواد مازة نانوية قابلة لإعادة الاستخدام لمعالجة المياه الصناعية.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يستخدم جسيمات تنغستات فضة مطعمة بالكبريت بحجم 2–40 نانومتر.
- يبلغ عن إزالة لا تقل عن 95% للإنديغو كارمين في ظرف محدد.
- يبلغ عن إزالة لا تقل عن 90% لكل من الإنديغو كارمين والميثيل الأحمر في اختبارات مختارة.
- يحافظ على إزالة لا تقل عن 90% للإنديغو كارمين بعد ثلاث دورات تجديد حمضي.
- يعمل بالخلط والترشيح دون اشتراط الإضاءة في الطريقة المطالب بها.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
وُصف توصيف الجسيمات النانوية واختبارات الامتزاز المختبرية على دفعات والتجديد لثلاث دورات؛ ولم يثبت التشغيل المستمر أو الأداء في مياه صرف حقيقية أو الترشيح أو التحقق على نطاق تجريبي. ولم تُتحقق مرحلة التطوير بصورة مستقلة.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد تهم المادة المازة شركات مياه النسيج والمواد الكيميائية المتخصصة والمعالجة المتقدمة. ويتطلب التطبيق اختبارات أعمدة ثابتة أو تدفق مستمر، والتحقق في صرف حقيقي، وتقييم ترشيح الفضة والتنغستن، وإدارة التجديد والحمض المستهلك، والسمية البيئية، واحتواء الجسيمات النانوية، وتحليل تكلفة التصنيع، والمقارنة بالكربون المنشط والأوساط التجارية الأخرى.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C02F1/28معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- B01J20/06العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C02F101/30معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- B01J20/06العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/3085العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/3433العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/3071العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C02F1/288معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- B01J20/28007العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/28019العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J20/3475العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C02F2101/308معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F1/281معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F2303/16معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F2305/08معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولمحمد خيري عبد الفتاح عمران
- مخترعمحمد مختار محمد
- مخترعصلاح أحمد إبراهيم عيد
- مخترعبابكر يعقوب الهادي عبد الخير
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- تنغستات الفضة
- التطعيم بالكبريت
- Ag2WO4
- إنديغو كارمين
- الميثيل الأحمر
- الامتزاز
- تنقية المياه
- التجديد
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.