Utilizare
Invenţia se referă la un procedeu de obţinere a unor biomateriale carbonice multifuncţionale nanostructurate adsorbant – catalitice pe bază de cărbune hidrotermal/biocărbune, biopolimeri şi catalizatori metalici, biomateriale destinate depoluării apelor de suprafaţă sau reziduale prin adsorbţia şi/sau conversia catalitică a poluanţilor în compuşi nepoluanţi.
Problema Abordată
Depoluarea apelor de suprafaţă şi a celor provenite din efluenţi industriali repezintă un subiect de cercetare foarte activ şi studiat pe multiple direcţii şi abordări, atât datorită legislaţiei în vigoare care impune concentraţii maxim admise pentru diferite clase de compuşi, cât şi datorită spiritului inovativ în domeniul materialelor adsorbante pentru poluanţii din ape.
Informații suplimentare sunt disponibile via https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/082214603/publication/RO135815A2?q=RO135815
Descrierea Tehnologiei
Prezenta invenţie se referă la un procedeu de obţinere a unor biomateriale carbonice multifuncţionale nanostructurate adsorbant-catalitice pe bază de cărbune hidrotermal / biocărbune, biopolimeri şi catalizatori metalici, biomateriale destinate depoluării apelor de suprafaţă sau reziduale prin adsorbţia şi / sau conversia catalitică a poluanţilor în compuşi nepoluanţi. Biomaterialele carbonice adsorbant-catalitice au fost obţinute prin metode ecologice, utilizând biomasă reziduală mărunţită de tipul paielor de grâu sau cocenilor de porumb, şi apă supraîncălzită subcritică, biopolimeri pentru nanostructurare, de tipul alginat, amidon, nanoceluloză bacteriană, chitosan, colagen, şi catalizatori metalici multi valenţi de tipul Fe, Cu, Ce, Ti, Ni, Zn, Au.
Avantaje / Oportunități
Invenţia prezintă următoarele avantaje:
• Pentru obţinerea cărbunelui hidrotermal HTC se utilizează materii prime vegetale ieftine, diversificate, regenerabile, disponibile, şi care nu sunt în concurenţă directă cu lanţurile alimentare, de exemplu paie de grâu, coceni de porumb, frunze uscate, vreji de roşii, fasole, rapiţă, salcie energetică, iarbă de câmp, etc.
• Procedeul de carbonizare hidrotermală este un procedeu ecologic care utilizează doar apă, fără alţi solvenţi, aditivi sau catalizatori. De asemenea, din proces nu rezultă gaze cu efect de seră sau poluante, de tipul CO, CO2 , sau oxizi de azot NOx ., acestea transformându-se în biocompuşi utili care se regăsesc condensate în faza lichidă.
• Procedeul de carbonizare hidrotermală nu este mare consumator energetic, lucrându-se la temperaturi relativ mici, de 140-350°C, comparativ cu temperaturile pirolitice de 600-1000°C de obţinere a altor materiale carbonice. De asemenea, nu necesită echipamente foarte performante, sau operatori cu studii superioare sau cu experienţă vastă.
• Pentru nanostructurarea materialelor carbonice adsorbante se utilizează biopolimeri ieftini, comerciali sau proveniţi din fluxurile secundare ale altor procese.
• Pentru inducerea efectului cataliticbiomaterialelor carbonice nanostructurate, se pot utiliza soluţii ale unor săruri metalice comerciale ieftine.
• Efectul adsorbant-catalitic se bazează pe efectul sinergie al structurii organice-carbonice nanoporoaseşi proprietăţile catalitice de oxido-reducere ale metalelor din nanostructurile HTC.
• Biomaterialele carbonice nanostructurate adsorbant-catalitice pot fi regenerate prin spălare cu apă, apă-etanol şi / sau termic la temperaturi de până în 350°C, cu recuperarea unor compuşi utili industrial şi/sau nepoluanţi pentru mediul acvatic.
Proprietate Intelectuală
PROCEDEU DE OBŢINERE A UNOR BIOMATERIALE CARBONICE POROASE NANOSTRUCTURATE PE BAZĂ DE CĂRBUNE HIDROTERMAL, BIOPOLIMERI ŞI CATALIZATORI METALICI, CU ROL ADSORBANT-CATALITIC PENTRU DEPOLUAREA APELOR
Brevet de invenție acordat de către Oficiul de Stat pentru Invenții și Mărci OSIM: RO135815A2 / 30.06.2022
Autori: DIMA Ștefan-Ovidiu