محفز ضوئي بأكسيد الحديد لتنقية المياه
العنوان الرسمي للبراءة
التحلل الضوئي للملوثات باستخدام مركب نانوي
العنوان الإنجليزي: Photodegradation of contaminants via a nanocomposite
الاختراع
الاختراع
المشكلة
قد تبقى الملوثات العضوية في الماء بعد المعالجة القياسية، ويجب أن يحولها المحفز الضوئي بكفاءة مع تجنب النواتج السامة وإطلاق المعادن وفقدان النشاط سريعًا.
أهميتها
قد يدعم محفز حاوٍ للحديد ومستجيب لضوء الشمس معالجة أقل اعتمادًا على المواد الكيميائية وصقل مياه إعادة الاستخدام إذا ثبت التفكيك الكامل والسلامة.
النهج
تشعع الطريقة المياه الملوثة بوجود مركب g-C3N4/Fe2O3/MgAl2O4 بنسبة كتلية 5–15:2–7:75–95 عند 10–80 درجة مئوية وأس هيدروجيني 6–8 في صورة مطالَب بها.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة مشغلي معالجة المياه ومصنعي المحفزات الضوئية وبرامج الصرف الصناعي والمختبرات البيئية ومطوري إعادة استخدام المياه.
القيمة المحتملة
يستخدم المركب أكسيد الحديد ونتريد الكربون وألومينات المغنيسيوم، ويبلغ عن فجوة طاقة 1.5–2.9 إلكترون فولت، ويطالب بالتعرض لضوء الشمس من دون بيروكسيد أو أوزون.
الخلفية
الخلفية
يمكن للأكسدة المتقدمة تحويل الملوثات الثابتة، لكن المؤكسدات الكيميائية تزيد التكلفة ومتطلبات التداول. وتستخدم المحفزات شبه الموصلة الضوء لتوليد أنواع تفاعلية. وقد يوسع أكسيد الحديد ونتريد الكربون الاستجابة، فيما توفر مصفوفة الإسبنيل البنية. لكن التفكك الجزئي لا يثبت إزالة السمية أو التمعدن، بل يلزم تحديد النواتج وإزالة الكربون العضوي وثبات المحفز وترشح المعادن في مياه ممثلة.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يحتوي المركب على g-C3N4 وFe2O3 وMgAl2O4 ضمن النطاق المذكور. وتشمل الخصائص مساحة BET قدرها 15–45 م²/غ ونمطي مسام 6.3–13 نانومتر وحجم مسام 0.06–0.12 سم³/غ. ويصف XRD أطوار الإسبنيل وMgO وFe2O3 ونتريد الكربون، مع نطاق امتصاص يمتد بعد 700 نانومتر وفجوة 1.5–2.9 إلكترون فولت وتفكك جزئي تحت الضوء.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- التفكيك الضوئي لملوثات المياه.
- معالجة مياه الصرف بمساعدة ضوء الشمس.
- أبحاث الأكسدة من دون بيروكسيد.
- فحص المحفزات البيئية.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يستخدم أكسيد الحديد بدل طور نشط من معدن نفيس.
- يطالب بالتشغيل من دون بيروكسيد أو أوزون.
- لديه نطاق استجابة بصرية واسع مبلغ عنه.
- يوفر توصيفًا محددًا للمسامية والأطوار.
- يستهدف ظروف مياه قريبة من التعادل.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
وُصف توصيف مادي وبصري مخبري وطريقة إشعاع مطالَب بها؛ ولم تثبت الحركية الخاصة بالملوث أو التمعدن أو سمية النواتج أو ترشح المحفز أو استرداده أو إعادة استخدامه. ولم تُتحقق مرحلة التطوير بصورة مستقلة.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
يمكن تقييم المحفز للمعالجة الثلاثية أو صقل الصرف الصناعي. ويشمل العمل المطلوب حركية المركبات المستهدفة والتمعدن وسمية النواتج والكفاءة الشمسية ومصفوفات المياه الحقيقية واسترداد المحفز وترشح الحديد وإعادة الاستخدام والتلوث وتصميم مفاعل مضاء والتكلفة والمقارنة بعمليات UV/بيروكسيد والمحفزات التجارية.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C02F1/32معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F101/30معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- C02F1/32معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F1/281معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F1/30معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F1/725معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F2101/30معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F2101/308معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F2209/06معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F2305/08معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F2305/10معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- Y02W10/37تقنيات التخفيف من تغير المناخ المتعلقة بمعالجة مياه الصرف أو إدارة النفايات
المخترعون
المخترعون
- المخترع الأولمحمد خيري عبد الفتاح عمران
- مخترعبابكر يعقوب الهادي عبد الخير
الكلمات المفتاحية
الكلمات المفتاحية
- تفكيك ضوئي
- أكسيد الحديد
- نتريد الكربون الغرافيتي
- ألومينات المغنيسيوم
- ضوء الشمس
- ملوثات المياه
- محفز ضوئي
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.