محفز ضوئي بميتافانادات الكالسيوم لتنقية المياه
العنوان الرسمي للبراءة
طريقة التحلل الضوئي التحفيزي لملوث باستخدام مركب نانوي
العنوان الإنجليزي: Method of photocatalytic degradation of a pollutant using nanocomposite
الاختراع
الاختراع
المشكلة
قد تقاوم الملوثات المائية الثابتة المعالجة التقليدية، بينما قد تُقيد المحفزات الضوئية بمحدودية الاستجابة للضوء وإعادة اتحاد الشحنات وصعوبة استرجاع المادة.
أهميتها
قد يوسع مركب مستجيب للضوء المرئي خيارات المختبر لتحلل الملوثات، لكن المعالجة المفيدة تتطلب تحققًا من الإزالة والتمعدن وسلامة النواتج الثانوية والمتانة وضبط الرشح.
النهج
تُلامس الطريقة محلول الملوث بمركب نانوي من CaV2O6/CaSiO3/g-C3N4 ثم تُشعع الخليط، مستفيدة من خصائص الامتصاص وفجوة الطاقة المذكورة للمركب لتعزيز التحلل التحفيزي الضوئي.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات التي قد تستفيد باحثي التحفيز الضوئي ومختبرات معالجة المياه وفرق الإصلاح البيئي ومنتجي المحفزات المتخصصة ومطوري عمليات الأكسدة المتقدمة.
القيمة المحتملة
يدمج الإفصاح فانادات الكالسيوم وسيليكات الكالسيوم ونيتريد الكربون الغرافيتي مع كسور طورية وشكل ومسام واستجابة ضوئية ومسار تخليق متعدد الخطوات محددة.
الخلفية
الخلفية
يمكن للتحفيز الضوئي تحويل ملوثات الماء باستخدام حوامل شحنة مولدة بالضوء، لكن الكفاءة العملية تعتمد على الامتصاص الطيفي وفصل الشحنات والمواقع السطحية المتاحة وثبات المحفز. ويُعرض نيتريد الكربون الغرافيتي شبه موصل نشطًا في الضوء المرئي يمكن تعديل أدائه بأطوار غير عضوية. ويجمعه المنشور مع سيليكات الكالسيوم وفانادات الكالسيوم ويقدم توصيفًا بنيويًا ومساميًا وضوئيًا. لكنه لا يذكر هوية ملوث أو نسبة تحلل أو ثابت سرعة أو تمعدن للكربون العضوي الكلي أو نواتج تحول أو دورات إعادة استخدام أو رشح الفاناديوم أو الأداء في مياه حقيقية.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
يحتوي المركب على 20–40% وزنيًا من كل من CaV2O6 وCaSiO3 وg-C3N4، ويشمل صفائح نانوية موزعة عليها أسلاك نانوية. ويبلغ التباعد البيني المبلغ عنه 0.12–0.25 نانومتر وقطر المسام 2–20 نانومتر وحجمها 0.1–0.3 سم3غ−1، بينما تُذكر مساحة سطح BET بوحدة 55 إلى 60 سم2غ−1. وتبلغ فجوة الطاقة 2.9–3 إلكترون فولت، بما في ذلك قيمة مذكورة قدرها 2.92 إلكترون فولت، مع امتصاص عند 200–500 و600–800 نانومتر. وتشمل نطاقات التشعيع 50–1000 و200–800 نانومتر.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- الفحص المختبري للتحلل التحفيزي الضوئي للملوثات المائية.
- أبحاث علاقة البنية بالخصائص في محفزات الضوء المرئي.
- تطوير عمليات الأكسدة المتقدمة لمعالجة المياه.
- التقييم المقارن لمحفزات ضوئية مركبة من فانادات الكالسيوم.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- تُجمع ثلاثة أطوار محددة في محفز ضوئي واحد.
- يحدد الإفصاح شكل الصفائح والأسلاك النانوية.
- تُقدم نطاقات للمسام والخصائص الضوئية.
- تُوصف عدة طرائق للتوصيف البنيوي والطيفي.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
يُوصف تخليق مختبري وتوصيف بنيوي ومسامي وضوئي؛ ولم يثبت تحلل ملوث محدد أو التمعدن أو إعادة الاستخدام أو الرشح أو التحقق في مياه حقيقية أو التوسع أو التشغيل التجاري.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد تدعم المادة شراكات بحثية في معالجة المياه بالتحفيز الضوئي، لكن أداء التطبيق غير مثبت. ويجب أن تحدد دراسات مستقلة الملوثات المستهدفة وتقيس الحركية والتمعدن والنواتج الثانوية والكفاءة الكمية أو الطاقية واسترجاع المحفز وإعادة استخدامه ورشح الفاناديوم والسمية والتداخل في المياه الحقيقية والتوسع والتكلفة قبل تقييم مقترح علاجي.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- C02F1/30معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- B01J20/10العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- B01J37/342العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C02F1/30معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- B01J20/10العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J23/02العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J23/22العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J27/24العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/39العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/612العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/633العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/647العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J37/343العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C02F1/725معالجة 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
- فانادات الكالسيوم
- سيليكات الكالسيوم
- نيتريد الكربون الغرافيتي
- التحفيز الضوئي
- تحلل الملوثات
- الضوء المرئي
- فجوة الطاقة
- الأكسدة المتقدمة
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.