محفز ضوئي بالضوء المرئي لمعالجة المياه
العنوان الرسمي للبراءة
مركب نانوي من g-C3N4@CuO/MgA12O4 للتحلل التحفيزي الضوئي للملوثات في المياه الملوثة
العنوان الإنجليزي: g-C3N4@CuO/MgA12O4 nanocomposite for photocatalytic degradation of pollutants in contaminated water
الاختراع
الاختراع
المشكلة
قد تحتوي مياه الصرف الصناعية ملوثات عضوية مستديمة، بينما قد تنقل المعالجة القائمة على الفصل الملوثات بدلاً من تحليلها، كما قد تواجه بعض عمليات المركبات النانوية درجات حرارة عالية ومعالجة طويلة وضعف التجانس أو محدودية إعادة الاستخدام.
أهميتها
يمكن لمحفز ضوئي بالضوء المرئي أن يكمل معالجة المياه التقليدية، لكن معدل التحلل والتمعدن وسلامة النواتج الثانوية واسترداد المحفز والرشح وإعادة الاستخدام والأداء في مياه الصرف الفعلية تتطلب تأكيداً مستقلاً.
النهج
تلامس الطريقة المياه المحتوية على ملوثات بمركب نانوي g-C3N4@CuO/MgAl2O4 وتشععه عند 400–800 نانومتر من دون ضوء فوق بنفسجي لدفع التحلل الحفزي الضوئي.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مطوري معالجة المياه الصناعية، ومنتجي المحفزات الضوئية، ومعالجي المنسوجات والمواد الكيميائية، والمختبرات البيئية، وباحثي هجائن نتريد الكربون والأكاسيد النشطة بالضوء المرئي.
القيمة المحتملة
يربط الإفصاح نسب مكونات مضبوطة وأبعاد الصفائح والجسيمات النانوية وخصائص المسام وظروف الضوء المرئي ومسار تحضير حراري محدد في طريقة معالجة حفزية ضوئية واحدة.
الخلفية
الخلفية
قد تحتوي مياه الصرف أصباغاً ومبيدات وملدنات ومنظفات وأدوية وأيونات معدنية. ويمكن للتبادل الأيوني والترسيب والتخثير والأغشية والتناضح العكسي والامتزاز فصل الملوثات أو تركيزها من دون تحليل الجزيئات العضوية بالضرورة. ويوفر التحفيز الضوئي مساراً للتحلل الكيميائي، لكن تصنيع المركبات النانوية قد يتطلب حرارة عالية ومعالجة لاحقة طويلة وينتج أحجام جسيمات غير منتظمة ومسامية غير متسقة وإعادة استخدام محدودة. وتعالج البراءة ذلك بمادة من نتريد الكربون وأكسيد النحاس وألومينات المغنيسيوم تمتص الضوء المرئي.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
تحتوي المادة المطالب بها 2–20% وزناً g-C3N4 و1–10% وزناً CuO و75–95% وزناً MgAl2O4. وتنتشر جسيمات CuO وMgAl2O4 بحجم 2–10 نانومتر على صفائح g-C3N4، مع تحديد خصائص المسام والأطوار. ويُلامس محلول الملوثات بالمادة ويُشعع عند 400–800 نانومتر دون ضوء فوق بنفسجي لمدة 0.5–90 دقيقة عند 10–50°م. ويخلط التحضير أملاح المغنيسيوم والألومنيوم والنحاس مع وقود، ثم يكلس ويسخن مع اليوريا.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- تحلل محتمل للأصباغ في المياه الملوثة بالضوء المرئي.
- تنقية نهائية محتملة لمياه الصرف الصناعية بعد المعالجة الأولية.
- أبحاث محتملة لمواد محفزة ضوئياً تحت إضاءة غير فوق بنفسجية.
- تطوير محتمل لمحفز قابل لإعادة الاستخدام بعد تحقق الدورات.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يعمل ضمن نطاق تشعيع مطالب به 400–800 نانومتر دون ضوء فوق بنفسجي.
- يحدد نطاقات وزنية للمكونات في الأطوار الرئيسية الثلاثة.
- يحدد أبعاد الصفائح والجسيمات النانوية والمسام.
- يوفر مسار تحضير مقابل بالأملاح والتكليس واليوريا.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
منشور براءة اختراع يصف تحضير المادة وتوصيفها واختبارها حفزياً ضوئياً؛ لم يثبت التحقق المستقل أو التسويق التجاري.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد يهم النهج مطوري معالجة المياه والمحفزات الضوئية المتخصصة. ويشمل التحقق المطلوب الحركية الخاصة بكل ملوث، والتمعدن ونواتج التحول، وتداخل المياه المعقدة، وكفاءة مصدر الضوء، وجرعة المحفز، والفصل وإعادة الاستخدام، ورشح النحاس وغيره، وسمية المياه المعالجة، وتوسع المفاعل، وتكرارية التحضير، واستخدام الطاقة، وتكلفة دورة الحياة.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C01F5/22مركبات فلزات البريليوم والمغنيسيوم والألومنيوم والكالسيوم والسترونشيوم والباريوم والراديوم والثوريوم أو فلزات الأتربة النادرة
- B82Y30/00الاستخدامات أو التطبيقات المحددة للبنى النانوية؛ قياس البنى النانوية أو تحليلها؛ تصنيع البنى النانوية أو معالجتها
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- B82Y30/00الاستخدامات أو التطبيقات المحددة للبنى النانوية؛ قياس البنى النانوية أو تحليلها؛ تصنيع البنى النانوية أو معالجتها
- C01B32/15العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- C01F5/22مركبات فلزات البريليوم والمغنيسيوم والألومنيوم والكالسيوم والسترونشيوم والباريوم والراديوم والثوريوم أو فلزات الأتربة النادرة
- C02F1/30معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F1/725معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C01B2204/22العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- C01B2204/32العناصر اللافلزية؛ مركباتها
- C01P2002/01مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- C01P2002/32مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- C01P2002/77مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- C01P2002/90مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- C01P2004/04مخطط 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
- C01P2006/40مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
- C02F2101/308معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F2305/10معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولبابكر يعقوب الهادي عبد الخير
- مخترعمحمد خيري عبد الفتاح عمران
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- g-C3N4
- CuO
- MgAl2O4
- تحفيز ضوئي
- ضوء مرئي
- تحلل الملوثات
- مياه ملوثة
- مركب نانوي
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.