محفز ضوئي بأكسيد الكوبالت لتنقية المياه
العنوان الرسمي للبراءة
مركب نانوي من أكسيد الكوبالت/سيليكات الكالسيوم@نتريد الكربون الغرافيتي (CoO/CaSiO3@g-C3N4) كمحفز ضوئي
العنوان الإنجليزي: Cobalt oxide/calcium silicate @graphitic carbon nitride (CoO/CaSiO3@g-C3N4) nanocomposite as a photocatalyst
الاختراع
الاختراع
المشكلة
قد تحتوي مياه الصرف الصناعية على ملوثات عضوية ثابتة وأيونات فلزية سامة، بينما قد توفر الممتزات التقليدية وg-C3N4 غير المعدل مساحة سطحية أو استجابة للضوء المرئي أو فصلاً للشحنات بصورة محدودة.
أهميتها
يمكن لمادة معالجة مدعومة بالضوء وقابلة للاسترجاع بالترشيح أن توسع أبحاث تنقية المياه، لكن إزالة كل ملوث ورشح الكوبالت واسترجاع المحفز والمتانة وطلب الطاقة والأداء في الصرف الحقيقي تتطلب تحققاً مستقلاً.
النهج
تمزج الطريقة المفصح عنها المياه الملوثة مع CoO/CaSiO3@g-C3N4، ثم تعرض المزيج للضوء وترشح المركب النانوي للحصول على مياه معالجة.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات المستفيدة المحتملة باحثي الجامعات في معالجة المياه، ومطوري المحفزات الضوئية، والمختبرات البيئية، ومصممي أوساط الترشيح، وفرق تقنيات مياه الصرف الصناعية.
القيمة المحتملة
يجمع الإفصاح جسيمات أكسيد الكوبالت وسيليكات الكالسيوم مع صفائح g-C3N4 النانوية في تسلسل معالجة واحد مدفوع بالضوء يحدد أيضاً الترشيح بعد المعالجة.
الخلفية
الخلفية
يمكن لمياه الصرف الناتجة من التعدين وتشطيب المعادن والمنسوجات والتصنيع الكيميائي أن تدخل أيونات فلزية سامة وملوثات عضوية إلى الأنظمة المائية. ويعد الامتزاز جذاباً لبساطته التشغيلية المحتملة، بينما يمكن للتحفيز الضوئي استخدام الضوء لتحويل الملوثات. يتميز نتريد الكربون الغرافيتي بثبات كيميائي وحراري واستجابة للضوء المرئي، لكن انخفاض مساحته السطحية نسبياً وسرعة إعادة اتحاد الشحنات المتولدة ضوئياً قد يحدان الأداء. ويطرح المنشور تعديل g-C3N4 بأكاسيد الفلزات لمعالجة هذه القيود المادية.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
تستخدم طريقة التنقية المطالب بها مركب CoO/CaSiO3@g-C3N4 يضم جسيمات سداسية من CoO وCaSiO3 موزعة على صفائح g-C3N4 النانوية. ويتراوح متوسط قطر الجسيمات من 340 إلى 440 نانومتر، وتتراوح فجوة طاقة المركب من 1.5 إلى 3.75 إلكترون فولت. يمزج المحلول المائي الملوث بالمادة ويعرض للضوء ثم يرشح. وتحدد المطالبات أيضاً تجسيدات أضيق لفجوة الطاقة وحجم الجسيمات ومساحة السطح وحجم المسام وقطرها.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- دراسات محتملة لمعالجة المياه المحتوية على ملوثات بمساعدة الضوء.
- أبحاث تجمع بين الامتزاز والمعالجة بالتحفيز الضوئي.
- تطوير أوساط معالجة ضوئية قابلة للاسترجاع بالترشيح.
- فحص المركبات النانوية المستجيبة للضوء المرئي لتطبيقات مياه الصرف الصناعية.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- يجمع أسطحاً مهيأة للامتزاز مع مصفوفة g-C3N4 مستجيبة للضوء.
- يحدد طوري جسيمات CoO وCaSiO3 ونطاقاتها البعدية.
- يتضمن الترشيح خطوة صريحة لاسترجاع المادة.
- يوفر نطاقات متعددة مطالباً بها لفجوة الطاقة وخصائص المسام.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
منشور براءة اختراع؛ لم يتم التحقق بشكل مستقل من مرحلة التطوير.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
يمكن أن تدعم المادة تركيبات محفزات ضوئية مرخصة أو نماذج أولية لأوساط المعالجة أو برامج تعاونية للتحقق في مياه الصرف. وينبغي أن يثبت التقييم التجاري أولاً إزالة كل ملوث وتمعدنه، واسترجاع المادة، ورشح الكوبالت والجسيمات، والتجديد، وآثار دورة الحياة، والأداء في كيمياء مياه واقعية وظروف إضاءة واقعية.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- B01J35/39العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J21/18العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- B01J35/39العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/40العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J21/18العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J23/02العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J23/75العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/50العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C02F1/001معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F1/288معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F1/32معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- 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
- التحفيز الضوئي
- تنقية المياه
- CoO
- CaSiO3
- g-C3N4
- الضوء المرئي
- مركب نانوي
- الترشيح
وثيقة البراءة والرسومات
وثيقة البراءة والرسومات
رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.