محفز ضوئي بالزركونيا لتنقية المياه
العنوان الرسمي للبراءة
مركب نانوي من ثاني أكسيد الزركونيوم/سيليكات الكالسيوم/نتريد الكربون الغرافيتي وطريقة استخدامه كمحفز ضوئي
العنوان الإنجليزي: Zirconium dioxide/calcium silicate/graphitic carbon nitride nanocomposite and method of use as a photocatalyst
الاختراع
الاختراع
المشكلة
قد تقاوم الملوثات المنقولة بالماء المعالجة التقليدية، بينما قد تُقيد محفزات نيتريد الكربون الغرافيتي الضوئية بانخفاض مساحة السطح وسرعة إعادة اتحاد الإلكترونات والفجوات.
أهميتها
قد يدعم مركب مسامي مستجيب للضوء أبحاث تنقية المياه، لكن المنفعة الفعلية تتطلب تحققًا من التحلل والتمعدن وسلامة النواتج الثانوية واسترجاع المحفز والمتانة والأداء في المياه الحقيقية.
النهج
تخلط الطريقة المياه الملوثة بمركب نانوي ZrO2/CaSiO3/g-C3N4، ثم تعرض الخليط للضوء لتحفيز التحلل الضوئي وتزيل المادة الصلبة بعد ذلك.
الجهات المستفيدة
تشمل الجهات التي قد تستفيد باحثي التحفيز الضوئي ومختبرات معالجة المياه وفرق الإصلاح البيئي ومصنعي المحفزات المتخصصة ومطوري عمليات الأكسدة المتقدمة.
القيمة المحتملة
يجمع الإفصاح جسيمات الزركونيا وسيليكات الكالسيوم على صفائح نيتريد الكربون مع فجوة طاقة ومساحة سطح وحجم مسام وحجم جسيمات ومسامية ثلاثية الأنماط محددة.
الخلفية
الخلفية
يستخدم التحفيز الضوئي حوامل شحنة مولدة بالضوء لتحويل الملوثات، لكن أداء المعالجة يعتمد على طيف الامتصاص وفصل الشحنات والمواقع النشطة المتاحة والملامسة الهيدروليكية وثبات المحفز. ويستجيب نيتريد الكربون الغرافيتي للضوء المرئي لكنه قد يعاني انخفاض المساحة وسرعة إعادة الاتحاد؛ وقد يغير إضافة أطوار غير عضوية هذه الخصائص. ويصف المنشور جسيمات زركونيا وسيليكات كالسيوم مشتتة على صفائح نيتريد الكربون ويحدد خصائص ضوئية ومسامية. لكنه لا يحدد ملوثًا مختبرًا أو يورد نسبة تحلل أو حركية أو تمعدنًا أو نواتج تحول أو كفاءة طاقة أو إعادة استخدام أو استرجاع جسيمات أو رشحًا أو نتائج مياه حقيقية.
نظرة تقنية
نظرة تقنية
تتشتت جسيمات ZrO2 وCaSiO3 الكروية على صفائح g-C3N4. ويبلغ قطرها المذكور 2–25 نانومتر، مع نطاقات أضيق حتى 7–10 نانومتر وقيمة مذكورة 8.5 نانومتر. وتتراوح فجوة الطاقة بين 1.5 و4 إلكترون فولت، مع قيمة مذكورة 3.0 إلكترون فولت. وتصل مساحة BET إلى 66.5 م²·غ−1 وحجم المسام إلى 0.26 سم³·غ−1. وتبلغ قمم توزيع المسام الثلاثي 6.2 و9.53 و17.2 نانومتر. وتخلط الطريقة المياه الملوثة بالمادة وتشععها ثم تزيل المادة.
التطبيقات المحتملة
التطبيقات المحتملة
- دراسات مختبرية لتنقية المياه بالتحفيز الضوئي.
- أبحاث علاقة البنية بالخصائص في محفزات الضوء المرئي.
- تطوير عمليات الأكسدة المتقدمة.
- أبحاث استرجاع الجسيمات النانوية وإعادة استخدام المحفز.
المزايا المدعومة بالمعلومات
المزايا المدعومة بالمعلومات
- تُدمج ثلاثة أطوار مادية محددة.
- يُحدد حجم الجسيمات النانوية وتشتتها على الصفائح.
- تُقدم قيم فجوة الطاقة ومساحة السطح وحجم المسام والمسام الثلاثية الأنماط.
- يُوصف تسلسل للملامسة بالضوء وإزالة المادة بعد المعالجة.
مرحلة التطوير
مرحلة التطوير
يُوصف توصيف مختبري للمادة وطريقة مقترحة لملامسة الماء مدفوعة بالضوء؛ ولم يثبت تحلل ملوث محدد أو التمعدن أو إعادة الاستخدام أو الاسترجاع أو الرشح أو التحقق في مياه حقيقية أو التوسع أو المعالجة التجارية.
الفرصة التجارية
الفرصة التجارية
قد يهم المفهوم مطوري معالجة المياه بالتحفيز الضوئي، لكن أداء المعالجة غير مثبت. ويجب أن تحدد دراسات مستقلة الملوثات المستهدفة وتقيس التحلل والتمعدن والنواتج الثانوية والحركية وكفاءة الضوء والطاقة واسترجاع المحفز وإعادة استخدامه ورشح الأطوار والسمية والتداخل في المياه الحقيقية وتوسيع المفاعل والتكلفة قبل تقييم ادعاءات المياه المنقاة أو التسويق.
تصنيفات البراءة
تصنيفات البراءة
التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC
- B01J27/24العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J21/06العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
التصنيف التعاوني للبراءات CPC
- B01J21/066العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J23/02العمليات 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
- B01J35/45العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/51العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J35/613العمليات 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
- B01J35/695العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J37/009العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J37/04العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J37/06العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- B01J37/343العمليات الكيميائية أو الفيزيائية، مثل التحفيز أو كيمياء الغرويات؛ أجهزتها ذات الصلة
- C02F1/32معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F1/725معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F2101/22معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F2101/306معالجة المياه أو مياه الصرف أو مياه المجاري أو الحمأة
- C02F2101/308معالجة 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
- ثاني أكسيد الزركونيوم
- سيليكات الكالسيوم
- نيتريد الكربون الغرافيتي
- التحفيز الضوئي
- تنقية المياه
- فجوة الطاقة
- مسامية ثلاثية الأنماط
- 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.