US 12583757 B1براءة اختراع ممنوحةالولايات المتحدة

مادة فريت الكالسيوم مشتقة من النفايات

العنوان الرسمي للبراءة

مركب نانوي Ca2Fe2O5/CaFe2O4/Fe2O3 وطريقة تحضيره

العنوان الإنجليزي: Ca2Fe2O5/CaFe2O4/Fe2O3 nanocomposite and method of preparation thereof

الاختراع

الاختراع

المشكلة

تظل تيارات نفايات كثيرة غير مستغلة، بينما قد تكون المسارات التقليدية لمواد فريت الكالسيوم وأكسيد الحديد المتكاملة معقدة ومكلفة ويصعب ضبطها عند أحجام جسيمية صغيرة.

أهميتها

قد يدعم تحويل نفايات قشر البيض وعلب التونة إلى مادة متعددة الأطوار محددة أبحاث المواد الدائرية، لكن المنفعة البيئية تعتمد على استخدام الحمض والانبعاثات والطاقة والمردود واتساق المواد الأولية.

النهج

تذيب الطريقة نفايات قشر البيض وعلب التونة كلًا على حدة في HNO3 المركز، ثم تجمع محلولي الكالسيوم والحديد مع ديكستروز أحادي الهيدرات وتسخن الخليط وتكلس المادة الصلبة الناتجة لتكوين Ca2Fe2O5/CaFe2O4/Fe2O3.

الجهات المستفيدة

تشمل الجهات التي قد تستفيد باحثي تثمين النفايات ومختبرات مواد الفريت ومطوري الخزف والمحفزات ومهندسي عمليات إعادة التدوير ومنتجي المواد غير العضوية المتخصصة.

القيمة المحتملة

يقدم الإفصاح مسارًا قائمًا على الاحتراق من مادتين أوليتين مشتقتين من النفايات إلى ثلاثة أطوار بلورية محددة مع نطاقات للحبيبات والجسيمات والبلورات والعناصر.

الخلفية

الخلفية

يمكن لنفايات قشر البيض والعلب المعدنية توفير مواد أولية حاوية للكالسيوم والحديد، لكن اختلاف تركيب النفايات وتلوثها قد يعقدان التخليق القابل للتكرار. وتحظى فريتات الكالسيوم والهيماتيت باهتمام بحثي، إلا أن دمج عدة أطوار مع ضبط الشكل قد يتطلب معالجة شاقة. ويقترح المنشور مسار احتراق يستخدم النفايات وحمض النتريك المركز والديكستروز والتسخين والتكليس. ويقدم توصيفًا بنيويًا وعنصريًا، لكنه لا يقدم أداءً حفزيًا أو امتزازيًا أو كهروكيميائيًا أو ميكانيكيًا أو وظيفيًا آخر، ولا يقيس مردود الاسترجاع أو طلب الحمض أو الانبعاثات أو توليد النفايات أو منفعة دورة الحياة.

نظرة تقنية

نظرة تقنية

يحتوي المنتج على Ca2Fe2O5 معيني قائم وCaFe2O4 معيني قائم وFe2O3 رومبوهدري. ويبلغ متوسط البنى الحبيبية 200–400 نانومتر وتتكون من جسيمات كروية متجمعة بمتوسط 40–80 نانومتر؛ وحجم البلورات 40–80 نانومتر. والنطاقات العنصرية المذكورة هي 35–65% ذريًا أكسجين و25–45% ذريًا حديد و5–25% ذريًا كالسيوم. ويبلغ تركيز كل من محلولي قشر البيض وعلب التونة 100–300 غ/لتر والديكستروز 50–150 غ/لتر، ويحدث التحريك عند 150 درجة مئوية والتكليس عند 600–800 درجة مئوية مدة 1–5 ساعات.

التطبيقات المحتملة

التطبيقات المحتملة

  1. أبحاث مواد فريت الكالسيوم المشتقة من النفايات.
  2. دراسات بنية وشكل الفريت متعدد الأطوار.
  3. فحص محفزات أو مواد مازة مرشحة بعد الاختبار الوظيفي.
  4. تطوير عمليات دائرية لتيارات النفايات المعدنية والفلزية.

المزايا المدعومة بالمعلومات

المزايا المدعومة بالمعلومات

  1. تُدمج ثلاثة أطوار بلورية محددة.
  2. تُستخدم نفايات قشر البيض وعلب التونة مصادر للمواد الأولية.
  3. تُحدد نطاقات الحبيبات والجسيمات والبلورات والعناصر.
  4. يُفصح عن تسلسل محدد للاحتراق في المحلول والتكليس.

مرحلة التطوير

مرحلة التطوير

يُوصف تخليق مختبري وتوصيف بواسطة XRD وSEM وHRTEM وEDX؛ ولم يثبت اختبار تطبيق وظيفي أو ميزان كتلة للعملية أو التوسع أو التقييم البيئي أو التسويق.

الفرصة التجارية

الفرصة التجارية

قد يهم المسار مطوري تثمين النفايات ومواد الفريت المتخصصة، لكن لا توجد وظيفة جاهزة للسوق. ويجب أن يثبت عمل مستقل مواصفات المواد الأولية وتحمل الشوائب والمردود واتساق الدُفعات واسترجاع الحمض وضبط النترات والغازات وطاقة التكليس وسلامة العاملين وأداء التطبيق واقتصاديات التوسع وتقييم دورة حياة مقارن قبل الادعاء بالاستدامة أو القيمة التجارية.

تصنيفات البراءة

تصنيفات البراءة

التصنيف الدولي للبراءات WIPO IPC

  • C01G49/06المركبات المحتوية على فلزات غير المشمولة بالفئتين الفرعيتين C01D أو C01F
  • B82Y30/00الاستخدامات أو التطبيقات المحددة للبنى النانوية؛ قياس البنى النانوية أو تحليلها؛ تصنيع البنى النانوية أو معالجتها

التصنيف التعاوني للبراءات CPC

  • C01G49/06المركبات المحتوية على فلزات غير المشمولة بالفئتين الفرعيتين C01D أو C01F
  • B82Y30/00الاستخدامات أو التطبيقات المحددة للبنى النانوية؛ قياس البنى النانوية أو تحليلها؛ تصنيع البنى النانوية أو معالجتها
  • C01G49/08المركبات المحتوية على فلزات غير المشمولة بالفئتين الفرعيتين C01D أو C01F
  • C01P2002/74مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2002/76مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2002/85مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2004/03مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2004/04مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2004/32مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2004/45مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2004/64مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة
  • C01P2004/82مخطط فهرسة للجوانب البنيوية والفيزيائية للمركبات غير العضوية الصلبة

المخترعون

المخترعون

  • المخترع الأولإيهاب عبدالحميد عبدالرحمن أحمد
  • مخترعبابكر يعقوب الهادي عبد الخير

الكلمات المفتاحية

الكلمات المفتاحية

  • فريت ثنائي الكالسيوم
  • فريت الكالسيوم
  • أكسيد الحديد
  • نفايات قشر البيض
  • نفايات علب التونة
  • التخليق بالاحتراق
  • التكليس
  • تثمين النفايات

وثيقة البراءة والرسومات

وثيقة البراءة والرسومات

رُبط منشور البراءة بهذا السجل. وتبقى الرسومات داخل الوثيقة، ولم تُزوّد حزمة وسائط عامة منفصلة ومعتمدة للنشر.