BR112021008076A2

BR112021008076A2 - material compósito poroso, método para preparar o material compósito poroso, uso do material compósito poroso e método para pirólise ou reciclagem de uma substância compreendendo um composto orgânico

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Publication number: BR112021008076A2
Application number: BR112021008076-7A
Authority: BR
Inventors: Haibin Jiang; Xiang Wang; Jinmei Lai; Yue RU; Hongbin Zhang; Peng Han; Wenqing Huang; Yating Zhao; Jiangru ZHANG; Shuqi SUN; Chao Jiang; Jinliang Qiao; Song Chen; Zhaoyan Guo; Xiaohong Zhang; Wenlu Liu; Zhihai Song; Guicun Qi; Jianming Gao; Chuanlun Cai
Original assignee: China Petroleum & Chemical Corporation; Beijing Research Institute Of Chemical Industry, China Petroleum & Chemical Corporation
Priority date: 2018-10-29
Filing date: 2019-09-27
Publication date: 2021-08-03
Also published as: WO2020088173A1; US20220008882A1; AU2019373610A1; TWI732327B; TW202017856A; KR20210089187A; EP3876320A1; EP3876320A4; AU2019373610A8; CA3117124A1; CN112823441B; CN112823441A; JP2022506131A

Abstract

MATERIAL COMPÓSITO POROSO, MÉTODO PARA PREPARAR O MATERIAL COMPÓSITO POROSO, USO DO MATERIAL COMPÓSITO POROSO E MÉTODO PARA PIRÓLISE OU RECICLAGEM DE UMA SUBSTÂNCIA COMPREENDENDO UM COMPOSTO ORGÂNICO. Um material compósito poroso capaz de gerar um arco em uma área de micro-onda, método de preparação para o mesmo e uso do mesmo. O material compósito poroso compreende uma estrutura porosa inorgânica e um material de carbono carregado na estrutura porosa inorgânica, sendo que o tamanho médio dos poros da estrutura porosa inorgânica é 0,2-1000 micrômetros. O material compósito poroso tem um excelente desempenho mecânico, pode gerar um arco em uma área de micro-onda para gerar rapidamente uma alta temperatura e, portanto, pode ser usado em campos como aquecimento de alta temperatura por micro-ondas, pirólise de biomassa, tratamento de óleo vegetal, pirólise de material de polímero residual, pirólise petroquímica, recuperação de material compósito de fibra de carbono, tratamento de resíduos, tratamento de gases residuais COD, tratamento de águas residuais COD, catálise de alta temperatura, reciclagem de componentes completos residuais de placa de circuito e preparação de hidrogênio.

Description

“MATERIAL COMPÓSITO POROSO, MÉTODO PARA PREPARAR O MATERIAL COMPÓSITO POROSO, USO DO MATERIAL COMPÓSITO POROSO E MÉTODO

PARA PIRÓLISE OU RECICLAGEM DE UMA SUBSTÂNCIA COMPREENDENDO UM COMPOSTO ORGÂNICO” Campo técnico

[0001] A presente invenção se refere aos campos de aquecimento por micro-ondas, pirólise de alta temperatura de micro-ondas e utilização de recursos residuais, especificamente, se refere a um material compósito poroso capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, um método de preparação para o mesmo e seu uso, e um método de pirólise e/ou reciclagem de substâncias compreendendo compostos orgânicos. Técnica anterior

[0002] Mais de 90% das matérias-primas químicas vêm de energia fóssil, tais como petróleo, gás de xisto e carvão. No entanto, a energia fóssil não é renovável e produzirá CO2 durante seu uso. Portanto, atualmente, o desenvolvimento de uma energia renovável amiga do meio ambiente tornou-se um dos focos no campo da energia. Para um desenvolvimento econômico e social mais sustentável, há uma necessidade urgente de substituir a energia fóssil por energias renováveis de biomassa. Dentre elas, o óleo vegetal tornou-se foco de pesquisa devido às suas características, tais como, baixo preço e cultivo em larga escala. De 2012 a 2013, um total de 462 milhões de toneladas dos principais óleos vegetais, tais como, óleo de palma, óleo de colza, óleo de girassol e óleo de soja foram produzidos no mundo. Nos últimos anos, o rápido desenvolvimento da tecnologia de pirólise a tornou uma das tecnologias de utilização de biomassa relativamente eficientes e maduras.

[0003] Em outro aspecto, desde a década de 1950, os humanos produziram 8,3 bilhões de toneladas de plásticos, dos quais 6,3 bilhões de toneladas viraram lixo. Dos 6,3 bilhões de toneladas de resíduos plásticos, 9% são reciclados, 12% são incinerados e os 79% restantes (quase 5,5 bilhões de toneladas) são enterrados em aterros ou acumulados no meio ambiente natural. Os humanos ainda estão acelerando a taxa de produção de plásticos. Atualmente, a produção de plástico anual atingiu 400 milhões de toneladas. Estima-se que até o ano de 2050 haverá 12 bilhões de toneladas de resíduos plásticos no mundo. Todos os anos, mais de 8 milhões de toneladas de plásticos acabam no oceano. Se nenhuma restrição for imposta, haverá mais lixo plástico no oceano do que peixe até o ano 2050. Nos últimos anos, as principais publicações internacionais publicaram sucessivamente a poluição de partículas de plástico para os organismos no oceano e nos rios e para a água potável, o que tem despertado a preocupação de toda a sociedade com a poluição do plástico. Em 2018, o Programa das Nações Unidas para o Meio ambiente se concentrou pela primeira vez na questão da poluição causada por plásticos descartáveis e anunciou “Beat Plastic Pollution” como tema do Dia Mundial do Meio ambiente, conclamando todo o mundo a “declarar guerra” contra poluição de plástico.

[0004] Para resolver o problema da poluição do plástico, pesquisadores científicos têm feito esforços incessantes. Desde 1970, muitas pesquisas têm se dedicado à preparação de plásticos que são degradáveis no meio ambiente natural. No entanto, os plásticos degradáveis têm aplicações importantes apenas na biomedicina, película de cobertura na agrícola e sacos de lixo, etc., e em ocasiões que precisam ser reciclados, a presença de plásticos degradáveis afetará seriamente o desempenho dos artigos de plástico reciclados. Além disso, os plásticos degradáveis ainda levam um tempo relativamente longo para degradar em meio ambientes naturais não ideais, portanto, o problema da poluição branca não pode ser resolvido de forma eficaz.

[0005] Atualmente, a reciclagem mecânica é a única solução técnica amplamente utilizada para o tratamento de resíduos plásticos. As principais etapas são a remoção sucessiva dos resíduos orgânicos, lavagem, trituração, fusão e reprocessamento e, no processo de fusão e reprocessamento, geralmente é necessário misturar novos materiais para manter o desempenho. Diferentes plásticos respondem de maneira diferente ao processo de processamento, o que torna a solução técnica de reciclagem mecânica aplicável a apenas alguns tipos de plásticos. Atualmente, apenas o politereftalato de etileno (PET) e o polietileno (PE) são reciclados com a referida tecnologia, respondendo por 9% e 37% da produção de plástico anual, respectivamente. Plásticos sensíveis à temperatura, materiais compósitos e plásticos que não derretem e escoam em temperaturas elevadas (tais como, plásticos termoendurecíveis) não podem ser tratados por este método.

[0006] O método de reciclagem química que preparo resíduos plásticos em pequenos hidrocarbonos moleculares (gás, óleo líquido ou cera sólida) através de uma conversão química ou conversão térmica é considerado a ser uma solução técnica que pode superar a reciclagem mecânica, e os produtos resultantes podem ser usados como combustíveis ou matérias-primas químicas. No entanto, essa solução técnica não tem sido amplamente utilizada atualmente, principalmente devido ao alto custo. Por um lado, a maioria dos processos de reciclagem química requer catalisadores caros, e a seletividade do catalisador exige que a matéria-prima seja polímeros puros, o que requer uma separação demorada e trabalhosa de resíduos plásticos. Por outro lado, o processo de reciclagem química consome muita energia.

[0007] Em outro aspecto, com o rápido desenvolvimento da economia mundial, os materiais de borracha são amplamente usados em várias indústrias e, portanto, a demanda por produtos de borracha também está aumentando. O surgimento dos automóveis trouxe grande comodidade à produção e à vida dos humanos e promoveu o progresso da sociedade. Ao mesmo tempo, trouxe alguns perigos ocultos que são difíceis de ignorar, ou seja, o agravamento do meio ambiente e os problemas de recursos. Com o aumento da fabricação de automóveis ano a ano, o consumo dos recursos e a quantidade de pneus descartados continuam aumentando. A China tem um vasto território e uma grande população, e é um grande país que usa pneus. Pneus descartados ocupam muitos recursos terrestres e espaço do meio ambiente e, além disso, pelo tempo desconhecido necessário para a decomposição dos resíduos de pneus, eles não são apenas incômodos para a limpeza por compactação, mas também difíceis de biodegradar. Resíduos de pneus causam grandes danos ao meio ambiente e são de difícil tratamento, por isso são chamados de “poluição negra”. A reutilização do recurso de resíduos de borracha tornou-se uma urgência.

[0008] De acordo com outro aspecto, os materiais compósitos de fibra de carbono têm excelentes propriedades como peso leve, alta resistência e boa resistência à corrosão e são amplamente usados nos campos de alta tecnologia, tais como, aeroespacial, nova energia, indústria automobilística e artigos esportivos. Com a ampla aplicação de materiais compósitos de fibra de carbono, o resíduo de material compósito de fibra de carbono, conforme gerado, está aumentando dia a dia. Uma grande quantidade de resíduos de material compósito de fibra de carbono tem atraído a atenção das pessoas, o que tem um grande impacto na proteção do meio ambiente e nos benefícios econômicos. À medida que as pessoas prestam cada vez mais atenção à proteção do meio ambiente e a situação internacional por causa da crise de energia e recursos e, além disso, a fibra de carbono nos materiais compósitos de fibra de carbono tem um preço alto e excelente desempenho geral, a pesquisa sobre a tecnologia de reciclagem de fibra de carbono é uma tendência de desenvolvimento importante no futuro.

[0009] Os métodos de tecnologia de reciclagem de fibra de carbono atuais incluem, principalmente, o método de reciclagem física e o método de reciclagem química. O método de reciclagem física é pulverizar ou derreter os resíduos de material compósito de fibra de carbono como a matéria-prima para novos materiais. No entanto, este método irá danificar as propriedades de vários componentes do material compósito, especialmente não podemos obter fibra de carbono a partir dela mesma, e não podemos alcançar a reciclabilidade. A reciclagem química é um método que utiliza decomposição térmica ou decomposição de solvente orgânico para reciclar a fibra de carbono a partir dos resíduos de material compósito de fibra de carbono. A reciclagem por decomposição de solventes orgânicos obtém fibra de carbono limpa, mas utiliza grande quantidade de solventes orgânicos, que podem poluir o meio ambiente. A separação do solvente utilizado (separação líquida, extração, destilação, etc.) é complicada na operação, resultando em alto custo de reciclagem. Além disso, este método é seletivo para o tipo de resina matriz do material compósito de resina reforçada com fibra de carbono e até mesmo para o tipo de agente de cura e, portanto, não é adequado para todas as resinas matrizes. O mais industrialmente confiável divulgado na técnica anterior é a decomposição térmica dos materiais compósitos de fibra de carbono. No entanto, os modos de aquecimento tradicionais geralmente têm uma eficiência baixa, o que torna o custo da energia muito alto.

[0010] A placa de circuito impresso (PCB) é um componente essencial de quase todos os produtos de informação eletrônica e amplamente utilizada em vários campos industriais, tais como, componentes eletrônicos e controle elétrico. Como o material de substrato na fabricação da PCB, o laminado revestido de cobre é composto principalmente de três partes: um substrato, folha de cobre e um adesivo. O substrato é composto por uma resina sintética polimérica e um material de reforço. O adesivo é geralmente resina fenol, resina epóxi, resina de poliimida, resina de éster de cianato, resina de éter de polifenileno, etc.. Já no ano 2000, a produção anual da China de laminado revestido de cobre atingiu 160.100 toneladas. Em 2006, a produção de placas de circuito impresso da China ultrapassou o Japão e se tornou a produtora de placas de circuito impresso com o maior valor de produção do mundo. Até agora, cerca de 40% da PCB do mundo é produzido na China, enquanto a quantidade de resíduos de placas de circuito impresso (WPCB) também é enorme. Os métodos de tratamento de WPCB existentes, tais como, tratamento mecânico e dissolução ácida, focam principalmente na reciclagem dos metais nas placas de circuito, embora raramente envolvam a reciclagem efetiva dos ingredientes não metálicos nas placas de circuito, além disso, a maioria desses métodos representa uma grande ameaça à segurança do meio ambiente. Portanto, conceber um método de tratamento de WPCB limpo e eficiente é uma das questões atraentes da pesquisa atual.

[0011] As micro-ondas referem-se a uma onda eletromagnética tendo um comprimento de onda entre o raio infravermelho e a onda de rádio de frequência ultra-alta (UHF), e tem uma capacidade de penetração muito forte, um comprimento de onda entre 1 m e 1 mm, e uma frequência correspondente de 300 GHz-300 MHz. O magnetron do gerador de micro-ondas recebe a energia da fonte de energia para gerar micro-ondas, que são transferidas para o aquecedor de micro- ondas via guia de ondas, e o material a ser aquecido é aquecido sob a ação da área de micro-onda. O modo de aquecimento por micro-ondas é bastante diferente de uma transferência de calor comum. O campo elétrico de alta frequência muda periodicamente o campo elétrico aplicado e a direção a uma velocidade de centenas de milhões por segundo, de modo que as moléculas polares no material vibram em alta frequência com o campo elétrico e pela ação de atrito e compressão entre moléculas, o material aquece rapidamente, assim a temperatura interna e a temperatura da superfície do material aumentam rapidamente.

[0012] Recentemente, foi desenvolvida uma tecnologia de pirólise por micro-ondas sem o uso de um catalisador. Essa tecnologia tem uma alta eficiência energética e pode tratar simultaneamente diferentes tipos de resíduos plásticos que foram poluídos em alguma extensão, tais como, o polietileno, polipropileno, poliéster, poliestireno e cloreto de polivinila mais comumente usados atualmente, para pirolisá- los em matérias-primas químicas. Além disso, a tecnologia de pirólise por micro-ondas também é usada para pirolisar borracha residual em monômeros que são então polimerizados novamente para uso. Portanto, espera-se que a tecnologia de pirólise por micro-ondas se torne a chave para resolver o problema da poluição do plástico e para reutilizar os recursos de borracha.

[0013] Muitas patentes divulgaram a tecnologia de pirólise usando esta característica do micro-ondas, tais como, as publicações de pedido de patente CN102585860A, CN103252226A, CN106520176A, etc., mas todas usam materiais comuns sensíveis a micro-ondas, tal como, carboneto de silício para gerar calor na área de micro-onda e transferir o calor para o material a ser pirolisado, alcançando assim o propósito de pirólise. Essa maneira falha em atingir uma alta temperatura de trabalho e uma eficiência e composição de produto ideais. Portanto, ainda é necessário desenvolver um material de aquecimento por micro-ondas que possa gerar rapidamente uma alta temperatura em uma área de micro-onda e transferir calor aos materiais, para desenvolver um método eficiente para a pirólise de alta temperatura por micro-ondas de resíduos de plástico, resíduos de borracha, biomassa ou óleo vegetal, e para desenvolver um método eficiente para pirólise de alta temperatura de micro-ondas de material compósito de fibra de carbono e reciclagem da fibra de carbono, e um método para pirólise de alta temperatura de micro-ondas de placa de circuito para alcançar a reciclagem de recursos eficaz. O desenvolvimento de tais materiais e métodos tem grandes perspectivas de aplicação. Divulgação da invenção

[0014] Em vista dos problemas da técnica anterior, o objetivo da presente invenção é prover um material compósito poroso e seu método de preparação e uso. O material compósito poroso pode gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda para rapidamente (por exemplo, dentro de dezenas de segundos a vários minutos) gerar uma alta temperatura (especialmente acima de 1000 °C), conseguindo assim aquecimento de alta temperatura de micro-ondas eficaz ou pirólise por micro-ondas de substâncias compreendendo compostos orgânicos (por exemplo, plásticos, tais como, polietileno, polipropileno e poliestireno, borrachas, óleos vegetais, biomassas, materiais compósitos de fibra de carbono, placas de circuito) e reciclagem de substâncias valiosas nos produtos pirolisados como matérias-primas químicas ou para aplicações em outros aspectos. Além disso, o material compósito poroso per se pode suportar uma alta temperatura e é adequado para aplicações industriais.

[0015] Outro objetivo da presente invenção é que o método para a preparação do material compósito poroso pode ser simples e fácil de implementar e fácil para realizar na preparação em larga escala.

[0016] Outro objetivo da presente invenção é que o método de aquecimento de alta temperatura por micro-ondas ou pirólise por micro-ondas de substâncias compreendendo compostos orgânicos usando o material compósito poroso pode atingir uma operação eficiente, e os produtos pirolisados podem atingir alto valor agregado e, especialmente, são principalmente componentes mais leves (especialmente fase gasosa ou gás de molécula pequena).

[0017] Outro objetivo da presente invenção é prover um método para a pirólise de alta temperatura por micro-ondas de placas de circuito para alcançar a reciclagem eficaz de recursos. Os produtos de gás pirolisado podem ser gases com alto valor de reciclagem, e os resíduos sólidos podem facilmente realizar a separação de componentes metálicos e não metálicos e realizar a recuperação eficiente de metais e fibra de vidro, alcançando assim a recuperação limpa e eficiente de todos os componentes das resíduos de placas de circuito.

[0018] Os objetivos acima da presente invenção podem ser alcançados por um material compósito poroso capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda. O material compósito poroso capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda compreende uma estrutura porosa inorgânica e um material de carbono sustentado na estrutura porosa inorgânica.

[0019] Especificamente, de acordo com um primeiro aspecto, a presente invenção fornece um material compósito poroso capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, compreendendo uma estrutura porosa inorgânica e um material de carbono sustentado na estrutura porosa inorgânica, sendo que o diâmetro de poro médio da estrutura porosa inorgânica é

0,2 – 1000 μm.

[0020] Aqui, o termo “sustentado” significa que o material de carbono é fixado à superfície e/ou na estrutura da estrutura porosa inorgânica através de uma força de ligação específica. A superfície se refere a todas as interfaces da estrutura porosa que podem estar em contato com a fase gasosa. O termo “fixado na estrutura” se refere a ser incrustado ou ancorado dentro da estrutura porosa em si, ao contrário de dentro dos canais de poro.

[0021] O arco elétrico se refere a um fenômeno de descarga de gás, e é um feixe de gás ionizado de alta temperatura e também uma espécie de plasma.

[0022] O material de carbono pode ser pelo menos um selecionado do grupo consistindo de grafeno, nanotubos de carbono, nanofibras de carbono, grafite, negro de carbono, fibras de carbono, pontos de carbono, nanofios de carbono, produtos obtidos por carbonização de uma matéria orgânica carbonizável e produtos após a carbonização de uma mistura de uma matéria orgânica carbonizável, preferivelmente, pelo menos um selecionado do grupo consistindo de grafeno, nanotubos de carbono, produtos obtidos pela carbonização de uma matéria orgânica carbonizável e produtos após a carbonização de uma mistura de uma matéria orgânica carbonizável.

[0023] A carbonização se refere a um processo de tratamento de uma matéria orgânica sob as condições de uma certa temperatura e atmosfera, sendo que todo ou a maior parte do hidrogênio, oxigênio, nitrogênio, enxofre, etc. na matéria orgânica são volatilizados, obtendo-se assim um material sintético com alto teor de carbono.

[0024] A matéria orgânica carbonizável se refere a compostos de polímero orgânico, incluindo: - compostos de polímeros orgânicos sintéticos, preferivelmente, borrachas, ou plásticos, incluindo plásticos termoendurecíveis e termoplásticos e, mais preferivelmente, pelo menos um selecionado do grupo consistindo de resina epóxi, resina fenólica, resina de furano, poliestireno, copolímero de estireno-divinilbenzeno, poliacrilonitrila, polianilina, polipirrol, politiofeno, borracha de estireno butadieno e borracha de poliuretano; e - compostos poliméricos orgânicos naturais, preferivelmente, pelo menos um selecionado do grupo consistindo de amido, fibra de viscose, lignina e celulose.

[0025] A mistura compreendendo uma matéria orgânica carbonizável se refere à mistura de uma matéria orgânica carbonizável e outra matéria orgânica livre de metal e/ou matéria inorgânica livre de metal, preferivelmente, é pelo menos uma selecionada do grupo consistindo de carvão, piche natural, piche de petróleo ou piche de alcatrão de mineral.

[0026] A proporção do material de carbono pode ser 0,001%- 99%, preferivelmente, 0,01%-90% e, mais preferivelmente, 0,1%-80%, com base na massa total do material compósito poroso.

[0027] A estrutura porosa inorgânica se refere a um material inorgânico com uma estrutura porosa. O diâmetro de poro médio da estrutura porosa inorgânica é 0,2-1000 μm, preferivelmente, 0,2-500 μm, mais preferivelmente, 0,5-500 μm, particularmente preferivelmente, 0,5-250 μm ou 0,2-250 μm. A porosidade da estrutura porosa inorgânica pode ser 1%- 99,99%, preferivelmente, 10%-99,9% e, mais preferivelmente,

30%-99%.

[0028] Aqui, o diâmetro de poro médio é medido por um microscópio eletrônico de varredura (SEM). Em primeiro lugar, o diâmetro do poro de um poro individual é determinado pelo menor valor da distância entre os dois pontos de intersecção da linha reta que passa através do centro do poro individual e o contorno do poro na fotografia SEM, então, o diâmetro de poro médio é determinado pelo valor da média numérica dos valores do diâmetro dos poros de todos os poros mostrados na fotografia SEM.

[0029] A porosidade é determinada com referência a GB/T

23561.4-2009.

[0030] O material inorgânico pode ser um ou uma combinação de mais de carbono, silicato, aluminato, borato, fosfato, germanato, titanato, óxido, nitreto, carboneto, boreto, sulfeto, siliceto e haleto, preferivelmente, um ou uma combinação de mais de carbono, silicato, titanato, óxido, carboneto, nitreto e boreto. O óxido pode ser pelo menos um selecionado do grupo consistindo de óxido de alumínio, óxido de silício, óxido de zircônio, óxido de magnésio, óxido de cério e óxido de titânio. O nitreto pode ser pelo menos um selecionado do grupo consistindo de nitreto de silício, nitreto de boro, nitreto de zircônio, nitreto de háfnio e nitreto de tântalo. O carboneto pode ser pelo menos um selecionado do grupo consistindo de carboneto de silício, carboneto de zircônio, carboneto de háfnio e carboneto de tântalo. O boreto pode ser pelo menos um selecionado do grupo consistindo de boreto de zircônio, boreto de háfnio e boreto de tântalo. O material inorgânico da estrutura porosa inorgânica é mais preferivelmente, pelo menos um selecionado do grupo consistindo de carbono, silicato, óxido de alumínio, óxido de magnésio, óxido de zircônio, carboneto de silício, nitreto de boro e titanato de potássio.

[0031] Preferivelmente, a estrutura porosa inorgânica é pelo menos uma das seguintes estruturas: uma estrutura de carbono obtida após a carbonização de uma esponja de polímero, uma estrutura porosa constituída por fibras inorgânicas, uma estrutura de esponja inorgânica, uma estrutura constituída por empacotamento de partículas inorgânicas, uma estrutura porosa cerâmica obtida após cozimento de um precursor da estrutura porosa cerâmica, uma estrutura de fibra cerâmica obtida após cozimento um precursor da estrutura de fibra cerâmica, preferivelmente, uma estrutura após a carbonização da esponja de melamina, uma estrutura após a carbonização da esponja de resina fenólica, uma estrutura porosa de fibra de silicato de alumínio (tal como, lã de rocha de silicato de alumínio), uma estrutura porosa de fibra de mulita, uma estrutura porosa de fibra de alumina (tal como, placa de fibra de alumina), uma estrutura porosa de fibra de zircônia, uma estrutura porosa de fibra de óxido de magnésio, uma estrutura porosa de fibra de nitreto de boro, uma estrutura porosa de fibra de carboneto de boro, uma estrutura porosa de fibra de carboneto de silício, uma estrutura porosa de fibra de titanato de potássio, e uma estrutura de fibra cerâmica obtida após o cozimento de um precursor da estrutura de fibra cerâmica.

[0032] A estrutura porosa da estrutura porosa inorgânica pode ser a partir da estrutura de poro do próprio material da estrutura, tal como, a forma estrutural semelhante a uma esponja, ou a partir da estrutura de poros formada pelo empacotamento de materiais de fibra, tais como, fibra de algodão, fibra de feltro, cartão de fibra e outras formas estruturais, ou a partir da estrutura de poros formada pelo empacotamento de materiais granulares, tais como, a forma estrutural de pilha de areia, ou a partir de uma combinação das várias formas acima. É preferivelmente, a partir da estrutura de poros formada pelo empacotamento de materiais de fibra. Deve ser especialmente notado que para a estrutura de poro constituída por fibras inorgânicas, conforme descrito acima, os “poros” nela se referem à estrutura de poros na estrutura formada pelo empacotamento de materiais de fibra, mas não significa que as fibras em si sejam porosas.

[0033] O material compósito poroso de acordo com a presente invenção pode gerar arcos elétricos de alta temperatura na área de micro-onda, por exemplo, em uma área de micro-onda de 900 W, o material compósito poroso pode gerar arcos elétricos que podem aumentar a temperatura do mesmo acima de 1000 °C, e o material compósito poroso per se pode suportar altas temperaturas, que vão de até 3000 °C. Este material compósito poroso capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda de acordo com a presente invenção é um material de aquecimento de micro-ondas eficiente. Método de preparação

[0034] De acordo com um segundo aspecto, a presente invenção fornece um método para a preparação do material compósito poroso de acordo com a presente invenção. O método de preparo, de acordo com a presente invenção compreende as seguintes etapas: (1) imergir a estrutura porosa inorgânica ou precursor da estrutura porosa inorgânica em uma solução ou dispersão do material de carbono e/ou precursor de material de carbono, de modo que os poros da estrutura porosa inorgânica ou precursor da estrutura porosa inorgânica sejam enchidos com a solução ou dispersão; (2) aquecer e secar o material poroso obtido na etapa (1), de modo que o material de carbono ou o precursor de material de carbono seja precipitado ou solidificado e sustentado na estrutura porosa inorgânica ou no precursor da estrutura porosa inorgânica; (3) realizar ainda a seguinte etapa se pelo menos um dentre o precursor de material de carbono ou o precursor da estrutura porosa inorgânica for usado como um material de partida: aquecer o material poroso obtido na etapa (2) sob uma atmosfera de gás inerte para converter o precursor da estrutura porosa inorgânica em uma estrutura porosa inorgânica e/ou reduzir ou carbonizar o precursor de material de carbono.

[0035] A solução ou dispersão do material de carbono ou seu precursor na etapa (1) pode compreender um solvente selecionado a partir do seguinte: um ou uma combinação dos mesmos de benzeno, tolueno, xileno, triclorobenzeno, clorofórmio, ciclohexano, caproato de etila, acetato de butila, dissulfeto de carbono, cetona, acetona, ciclohexanona, tetra-hidrofurano, dimetilformamida, água e álcool, sendo que o álcool é preferivelmente pelo menos um selecionado do grupo consistindo de propanol, n-butanol, isobutanol, etilenoglicol, propilenoglicol, 1,4-butanodiol, isopropanol e etanol.

[0036] O precursor de material de carbono para suporte utilizado no método de preparação da presente invenção é preferivelmente um precursor que pode ser dissolvido ou disperso em um solvente, que é amigável para o corpo humano e o meio ambiente, antes do suporte, tornando o processo de preparação “verde”. O solvente, que é amigável para o corpo humano e o meio ambiente, é pelo menos um selecionado do grupo consistindo de etanol, água e uma mistura dos dois, ou seja, o solvente na etapa (1) é mais preferivelmente um solvente compreendendo água e/ou etanol e, ainda preferivelmente, água e/ou etanol.

[0037] A solução ou dispersão só precisa atingir o dissolução suficiente ou dispersão suficiente do material de carbono e/ou do precursor do material de carbono no solvente. Geralmente, sua concentração pode ser 0,001-1 g/mL, preferivelmente, 0,002-0,8 g/mL e, ainda preferivelmente, 0,003-0,5 g/mL.

[0038] O aquecimento e a secagem na etapa (2) podem ser realizados a uma temperatura de 50-250 °C, preferivelmente, 60-200 °C e, mais preferivelmente, 80-180 °C, o aquecimento por micro-ondas é preferido. A potência da micro-onda pode ser de 1 W-100 kW e, preferivelmente, 500 W-10 kW. O tempo de aquecimento por micro-onda pode ser de 2 a 200 minutos e, preferivelmente, de 20 a 200 minutos.

[0039] O precursor da estrutura porosa inorgânica é um material poroso que pode ser convertido em uma estrutura porosa inorgânica, e pode ser pelo menos um selecionado do grupo consistindo de precursores cerâmicos, materiais porosos de uma matéria orgânica carbonizável ou materiais porosos de uma mistura de uma matéria orgânica carbonizável.

[0040] O precursor de material de carbono pode ser pelo menos um de óxido de grafeno, nanotubos de carbono modificados, nanofibras de carbono modificadas, grafite modificado, negro de carbono modificado, fibras de carbono modificadas e matérias orgânicas carbonizáveis ou misturas compreendendo uma matéria orgânica carbonizável. Nanotubos de carbono modificados, nanofibras de carbono modificadas, grafite modificado, negro de carbono modificado e fibras de carbono modificadas referem-se aos materiais de carbono que são pré-tratados a fim de melhorar a dispersibilidade desses materiais de carbono em água ou solventes orgânicos e obter dispersões estáveis. Por exemplo, o pré-tratamento é realizado com agentes dispersantes e surfactantes, ou o pré- tratamento é realizado enxertando grupos hidrofílicos, etc.. Todos estes meios de pré-tratamento adotam os meios de pré- tratamento para melhorar a dispersibilidade na técnica anterior. Todos os materiais de carbono submetidos aos pré- tratamentos acima, tais como, dispersão aquosa de grafeno, dispersão de etanol de grafeno, pasta aquosa de grafeno, pasta oleosa de grafeno, dispersão aquosa de óxido de grafeno, dispersão de etanol de óxido de grafeno, dispersão de N-metilpirrolidona de óxido de grafeno, dispersão aquosa de nanotubos de carbono, dispersão aquosa de nanotubos de carbono carboxilados, dispersão de etanol de nanotubos de carbono, dispersão de dimetilformamida de nanotubos de carbono, pasta de N-metilpirrolidona de nanotubos de carbono, etc., também podem ser comercialmente obtidos.

[0041] A temperatura de aquecimento da etapa (3) pode ser 400-1800 °C, preferivelmente, 600-1500 °C e, mais preferivelmente, 800-1200 °C, o aquecimento por micro-ondas é preferido. A potência da micro-onda pode ser 100 W-100 kW e, preferivelmente, 700 W-20 kW. O tempo de aquecimento por micro-onda pode ser de 0,5-200 minutos e, preferivelmente, 1- 100 minutos.

[0042] Em uma concretização, o método de preparação compreende as seguintes etapas: a. preparar uma solução ou dispersão de material de carbono ou precursor de material de carbono para suporte; b. imergir uma estrutura porosa inorgânica ou um precursor da estrutura porosa inorgânica na solução ou dispersão da etapa a, de modo que os poros da estrutura porosa inorgânica ou do precursor da estrutura porosa inorgânica sejam enchidos com a solução ou dispersão, o material de carbono e/ou precursor de material de carbono compreendendo 0,001%-99,999%, preferivelmente, 0,01%-99,99% e, mais preferivelmente, 0,1%- 99,9% da massa total do material de estrutura porosa inorgânica ou o precursor de material de estrutura porosa inorgânica e o material de carbono e/ou o precursor do material de carbono; c. retirar o material poroso obtido na etapa b, seguido por aquecimento e secagem, de modo que o material de carbono ou precursor de material de carbono seja precipitado ou solidificado e sustentado na estrutura porosa inorgânica ou no precursor da estrutura porosa inorgânica, a temperatura de aquecimento e secagem sendo 50-250 °C, preferivelmente, 60- 200 °C e, mais preferivelmente, 80-180 °C; - obter o material compósito poroso capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda após a etapa c, se os materiais de partida acima usados forem material de carbono e estrutura porosa inorgânica; e - realizar ainda a seguinte etapa d, se os materiais de partida usados compreenderem pelo menos um dentre o precursor de material de carbono ou o precursor da estrutura porosa inorgânica, d. aquecer o material poroso obtido na etapa c sob uma atmosfera de gás inerte, para converter o precursor da estrutura porosa inorgânica em uma estrutura porosa inorgânica e/ou reduzir ou carbonizar o precursor de material de carbono, para assim obter o material compósito poroso capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, sendo a temperatura de aquecimento 400-1800 °C, preferivelmente, 600-1500 °C e, mais preferivelmente, 800- 1200 °C.

[0043] Quando o material de carbono sustentado na estrutura porosa inorgânica no método de preparo, de acordo com a presente invenção é grafeno, uma solução aquosa de óxido de grafeno é preferivelmente usada na etapa (1) ou etapa a.

[0044] Quando o material de carbono sustentado na estrutura porosa inorgânica é nanotubos de carbono, uma dispersão de nanotubos de carbono é preferivelmente usada na etapa (1) ou etapa a.

[0045] Quando um plástico termoendurecível é selecionado como o precursor de material de carbono para sustento, na etapa (1) ou etapa a, um sistema de cura utilizável precisa ser formulado de acordo com a formulação de cura convencional do plástico termoendurecível selecionado na técnica anterior. No sistema de cura, um ou mais aditivos opcionais selecionados do seguinte grupo podem ser adicionados: aceleradores de cura, corantes, pigmentos, corantes, antioxidantes, estabilizantes, plastificantes, lubrificantes, modificadores de fluxo ou auxiliares, retardadores de chama,

agentes antigotejamento, agentes antiaglomerante, promotores de adesão, agentes condutivos, íons metálicos polivalentes, modificadores de impacto, auxiliares de liberação, agentes de nucleação, etc.. As quantidades dos aditivos usados podem ser quantidades convencionais, ou podem ser ajustadas de acordo com as condições reais. Quando um plástico termoendurecível é selecionado como o precursor de material de carbono para suportar, após aquecimento na etapa c subsequente, a resina termoendurecível usada como o precursor de material de carbono é curada e suportada na estrutura porosa inorgânica.

[0046] Quando um plástico termoendurecível é selecionado como o precursor de material de carbono para suporte, na etapa (1) ou etapa a, um bom solvente correspondente na técnica anterior é selecionado para dissolver o plástico termoendurecível acima e seu sistema de cura para obter uma solução de precursor de material de carbono para suporte.

[0047] Quando um termoplástico é selecionado como o precursor de material de carbono para suporte, a solução do precursor de material de carbono para suporte pode ser adicionada com antioxidantes, co-antioxidantes, estabilizadores de calor, estabilizadores de luz, estabilizadores de ozônio, auxiliares de processamento, plastificantes, amaciantes, agentes anti-bloqueadores, agentes espumantes, corantes, pigmentos, ceras, extensores, ácidos orgânicos, retardadores de chama, agentes de acoplamento e outros aditivos comumente usados na técnica anterior durante o processamento de plástico. As quantidades de aditivos usados podem ser quantidades convencionais ou podem ser ajustadas de acordo com as circunstâncias reais.

[0048] No método de preparo, de acordo com a presente invenção, os poros da estrutura porosa inorgânica podem ser enchidos com a solução ou dispersão do material de carbono ou precursor do material de carbono para suporte comprimindo várias vezes ou não comprimindo em absoluto.

[0049] Após o material poroso obtido na etapa (1) ser retirado na etapa (2) do método de preparo, de acordo com a presente invenção, medidas podem ser tomadas ou não para remover o excesso de solução ou dispersão do material de carbono ou precursor de material de carbono para suporte no material poroso obtido na etapa (1). As medidas acima incluem, mas não estão limitadas a, uma ou duas das operações de compressão e centrifugação.

[0050] O aquecimento nas etapas (2) e (3) do método de preparo, de acordo com a presente invenção, pode ser preferivelmente o aquecimento por micro-ondas, que não só é eficiente mas também pode atingir um aquecimento uniforme.

[0051] Especificamente, na etapa (2), a potência da micro- onda pode ser 1 W-100 kW, preferivelmente, 500 W-10 kW, e o tempo de irradiação do micro-ondas é 2-200 minutos, preferivelmente, 20-200 minutos.

[0052] Na etapa (3), a potência da micro-onda pode ser 100 W-100 kW, preferivelmente, 700 W-20 kW, e o tempo de irradiação de micro-ondas é de 0,5-200 minutos, preferivelmente, 1-100 minutos.

[0053] O aquecimento na etapa (3) do método de preparo, de acordo com a presente invenção precisa ser realizado sob uma atmosfera de gás inerte, que é selecionada a partir das atmosferas de gás inerte comumente usadas na técnica anterior, preferivelmente, nitrogênio.

[0054] Os dispositivos usados no método de preparo, de acordo com a presente invenção são todos comuns. Aplicações

[0055] O material compósito poroso, de acordo com a presente invenção, exibe excelentes propriedades mecânicas devido à combinação da estrutura porosa inorgânica e do material de carbono e, inesperadamente, pode gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda para gerar rapidamente uma alta temperatura, por exemplo, em uma área de micro-onda de 900 W, pode gerar os arcos elétricos que podem aumentar a temperatura do material compósito poroso acima de 1000 ºC, e, portanto, pode ser usado nos campos, tais como, aquecimento de alta temperatura por micro-ondas, pirólise de biomassa, tratamento de óleo vegetal, pirólise de material polimérico residual, pirólise petroquímica, reciclagem de material compósito de fibra de carbono, tratamento de lixo, tratamento de gás residual VOC, tratamento de esgoto COD e catálise de alta temperatura. Ao mesmo tempo, o material compósito poroso per se é resistente a altas temperaturas, e seu processo de preparação é simples e fácil de implementar, o que torna a preparação em larga escala facilmente realizada.

[0056] Portanto, de acordo com um terceiro aspecto, a presente invenção fornece o uso do material compósito poroso de acordo com a presente invenção para aquecimento de alta temperatura por micro-ondas, pirólise e reciclagem de substâncias compreendendo compostos orgânicos (por exemplo, matérias orgânicas, misturas compreendendo matérias orgânicas ou materiais compósitos compreendendo matérias orgânicas), catálise de alta temperatura e outros campos, particularmente o uso para pirólise de biomassa, tratamento de óleo vegetal, pirólise de material polimérico residual, pirólise petroquímica, reciclagem de material compósito de fibra de carbono, tratamento de lixo, tratamento de gás de resíduo de VOC ou tratamento de esgoto COD.

[0057] A pirólise petroquímica significa que, no processo de produção petroquímica, produtos de fracionamento de petróleo (incluindo gás de petróleo) são comumente usados como matéria-prima, e uma temperatura mais alta do que a pirólise é usada para quebrar as moléculas de hidrocarbono de cadeia longa em vários hidrocarbonos gasosos de cadeia curta e uma pequena quantidade de hidrocarbonos líquidos para prover matérias-primas químicas orgânicas.

[0058] O material compósito poroso de acordo com a presente invenção pode ser particularmente adequado para pirólise e/ou reciclagem de substâncias compreendendo compostos orgânicos.

[0059] Assim, de acordo com um quarto aspecto, a presente invenção fornece um método para pirólise e/ou reciclagem de uma substância compreendendo um composto orgânico, sendo que a substância compreendendo um composto orgânico é contatada com o material compósito poroso de acordo com a presente invenção, sob uma atmosfera inerte ou sob vácuo, uma área de micro-onda é aplicado à substância acima compreendendo um composto orgânico e o material compósito poroso, e o material compósito poroso gera arcos elétricos na área de micro-onda, atingindo assim rapidamente uma alta temperatura e pirolisando a substância compreendendo um composto orgânico.

[0060] A substância compreendendo um composto orgânico inclui matérias orgânicas, misturas compreendendo matérias orgânicas e materiais compósitos compreendendo matérias orgânicas, que podem ser selecionados, por exemplo, a partir de: - Resíduos de plásticos.

Aqui, os resíduos de plástico se referem a plásticos e misturas dos mesmos para fins civis, industriais e outros que foram usados enquanto eventualmente em desuso ou substituídos, incluindo, mas não se limitando a, pelo menos um de poliolefina, poliéster (poliésteres e misturas dos mesmos, tais como, em pelo menos um de tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno e poliarilato), poliamida, terpolímero de acrilonitrila- butadieno-estireno, policarbonato, ácido polilático, poliuretano, polimetilmetacrilato, polioximetileno, éter de polifenileno e sulfeto de polifenileno, preferivelmente, pelo menos um de polietileno e suas misturas (incluindo, mas não limitado a pelo menos um de polietileno de baixa densidade, polietileno de baixa densidade linear, polietileno de média densidade, polietileno de alta densidade e polietileno de peso molecular ultra alto, preferivelmente, pelo menos um de polietileno de baixa densidade, polietileno de baixa densidade linear e polietileno de alta densidade), polipropileno e misturas dos mesmos, cloreto de polivinila e misturas dos mesmos, tereftalato de polietileno, poliestireno e misturas dos mesmos (incluindo, mas não se limitando a pelo menos um de poliestireno comum, poliestireno expandido, poliestireno de alto impacto e poliestireno sindiotático), poliamida, terpolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno, policarbonato, ácido poliláctico, polimetilmetaclilato e polioximetileno, mais preferivelmente, pelo menos um de polietileno, polipropileno, cloreto de polivinila, tereftalato de polietileno, poliestireno, policarbonato e poliamida.

Os resíduos plásticos podem ser misturados e tratados diretamente sem classificação, simplificando assim os procedimentos de processamento dos resíduos plásticos, exceto que se houver requisitos especiais para os produtos de decomposição, os resíduos plásticos precisam ser tratados dependendo dos tipos. - Resíduos de borrachas.

Aqui, os resíduos de borrachas referem-se às borrachas e misturas das mesmas para fins civis, industriais e outros que foram usadas enquanto eventualmente em desuso ou substituídas, preferivelmente, pelo menos um de borracha natural, borracha de butadieno, borracha de estireno butadieno, borracha de nitrila, borracha de isopreno, borracha de etileno propileno, borracha de butila, neoprene, copolímero em bloco à base de estireno e borracha de silicone, mais preferivelmente, pelo menos um de borracha natural, borracha de butadieno, borracha de estireno butadieno, borracha de isopreno e borracha de etileno propileno.

Os resíduos de borrachas podem ser misturados e tratados diretamente sem classificação, simplificando assim os procedimentos de processamento dos resíduos de borrachas, exceto que, se houver requisitos especiais para os produtos de decomposição, os resíduos de borrachas precisam ser tratados dependendo dos tipos. - Biomassa.

Aqui, a biomassa se refere a vários animais, plantas e algas produzidas por fotossíntese, compostas principalmente por celulose, hemicelulose e lignina, e incluindo, mas não se limitando a, pelo menos um de palha, bagaço, galhos de árvores, folhas, aparas de madeira, casca de arroz, casca de arroz, palha, casca de amendoim, casca de coco, casca de semente de palma, casca de noz, casca de noz macadâmia, casca de pistache, palha de trigo, pé de milho e espiga de milho. - Óleos vegetais. Aqui, os óleos vegetais referem-se às gorduras e óleos obtidos a partir de frutas, sementes e germes de plantas e misturas dos mesmos. As gorduras e óleos obtidos a partir das frutas, sementes e germes de plantas incluem, mas não estão limitados a, pelo menos um de óleo de palma, óleo de colza, óleo de girassol, óleo de soja, óleo de amendoim, óleo de linhaça e óleo de rícino, preferivelmente, pelo menos um de óleo de palma, óleo de colza, óleo de girassol e óleo de soja. - Materiais compósitos de fibra de carbono. Aqui, os materiais compósitos de fibra de carbono são, preferivelmente, materiais compósitos poliméricos reforçados com fibra de carbono da técnica anterior. A matriz polimérica composta com as fibras de carbono inclui, mas não está limitada a, pelo menos, uma de polietileno, polipropileno, náilon, resina fenólica e resina epóxi. - Placas de circuito. Aqui, as placas de circuito podem ser várias placas de circuito produzidas sob as condições técnicas atuais.

[0061] No caso dos materiais compósitos de fibra de carbono, sob uma atmosfera inerte ou no vácuo, uma área de micro-onda é aplicado ao material compósito de fibra de carbono e ao material compósito poroso, sendo que o material compósito poroso gera arcos elétricos na área de micro-onda, atingindo desse modo rapidamente uma alta temperatura para pirolisar a matriz polimérica no material compósito de fibra de carbono, enquanto a fibra de carbono permanece e é reciclada.

[0062] No caso das placas de circuito, a placa de circuito está em contato com o material compósito poroso e, sob uma atmosfera inerte ou sob vácuo, uma área de micro-onda é aplicado à placa de circuito e ao material compósito poroso. O material compósito poroso gera arcos elétricos sob as micro-ondas e atinge rapidamente uma alta temperatura, pirolisando assim os materiais orgânicos, tais como, a resina sintética de polímero na placa de circuito e obtendo uma grande quantidade de produtos de gás e resíduos sólidos, sendo que os gases são gases combustíveis tendo um alto valor calorífico, e os resíduos sólidos compreendem componentes metálicos que têm uma estrutura frouxa e podem ser facilmente separados e componentes não metálicos que são principalmente misturas de fibra de vidro e semelhantes.

[0063] A proporção em peso da substância compreendendo um composto orgânico para o material compósito poroso pode ser 1:99-99:1, preferivelmente, 1:50-50:1, mais preferivelmente, 1:30-30:1 e, mais preferivelmente, 1:10-10:1.

[0064] A potência de micro-ondas da área de micro-onda pode ser 1 W-100 kW, mais preferivelmente, 100 W-50 kW, mais preferivelmente, 200 W-50 kW, mais preferivelmente, 500 W-20 kW, mais preferivelmente, 700 W-20 kW, especialmente, por exemplo 700 W, 900 W ou 1500 W. O tempo de irradiação de micro-ondas pode ser 0,1-200 minutos, mais preferivelmente, 0,5-150 minutos, mais preferivelmente, 1-100 minutos. Os arcos elétricos são gerados na área de micro-onda, 700-3000 °C, preferivelmente, 800-2500 °C e, mais preferivelmente, 800-2000 °C pode ser alcançado rapidamente, de modo que o composto orgânico na substância compreendendo um composto orgânico é pirolisado.

[0065] Por exemplo, a potência de micro-ondas para a pirólise do óleo de palma pode ser 200 W-80 kW, preferivelmente, 300 W-50 kW, e o tempo de irradiação de micro-ondas pode ser 0,2-200 minutos, preferivelmente, 0,3- 150 minutos.

A potência de micro-ondas para pirolisar óleo de colza pode ser 100 W-50 kW, preferivelmente, 200 W-30 kW, e o tempo de irradiação de micro-ondas pode ser de 0,1-150 minutos, preferivelmente, 0,2-130 minutos.

A potência de micro-ondas para pirolisar óleo de girassol pode ser 80 W-60 kW, preferivelmente, 200 W-40 kW, e o tempo de irradiação de micro-ondas pode ser 0,3-120 minutos, preferivelmente, 0,4- 100 minutos.

A potência da micro-onda para a pirólise do óleo de soja pode ser 120 W-40 kW, preferivelmente, 200 W-30 kW, e o tempo de irradiação de micro-ondas pode ser 0,2-100 minutos, preferivelmente, 0,5-90 minutos.

A potência de micro-ondas para pirolisar óleo de amendoim pode ser 100 W-10 kW, preferivelmente, 300 W-8 kW, e o tempo de irradiação de micro-ondas pode ser 0,3-100 minutos, preferivelmente, 0,5-90 minutos.

A potência de micro-ondas para a pirólise do óleo de linhaça pode ser 150 W-80 kW, preferivelmente, 300 W-50 kW, e o tempo de irradiação de micro-ondas pode ser de 0,1-80 minutos, preferivelmente, 0,3-70 minutos.

A potência de micro-ondas para a pirólise do óleo de rícino pode ser 200 W- 50 kW, preferivelmente, 300 W-40 kW, e o tempo de irradiação de micro-ondas pode ser 0,5-70 minutos, preferivelmente, 0,6- 60 minutos.

A potência da micro-onda para pirolisar a palha pode ser de 100 W-70 kW, e o tempo de irradiação do micro- ondas pode ser de 0,2-150 minutos.

A potência da micro-onda para a pirólise do bagaço pode ser de 80 W-50 kW, e o tempo de irradiação do micro-ondas pode ser de 0,2-120 minutos.

A potência da micro-onda para pirolisar galhos de árvores pode ser 120 W-100 kW, e o tempo de irradiação do micro-ondas pode ser 0,5-200 minutos.

A potência da micro-onda para pirolisar folhas pode ser 50 W-40 kW, e o tempo de irradiação do micro- ondas pode ser 0,1-80 minutos.

A potência da micro-onda para pirolisar aparas de madeira pode ser 100 W-10 kW, e o tempo de irradiação do micro-ondas pode ser 0,2-100 minutos.

A potência da micro-onda para a pirólise da casca de arroz pode ser 80 W-80 kW e o tempo de irradiação do micro-ondas pode ser 0,2-120 minutos.

A potência da micro-onda para a pirólise do caule do arroz é de 100 W-70 kW, e o tempo de irradiação do micro-ondas é de 0,2-100 minutos.

A potência da micro-onda para a pirólise da palha de arroz pode ser 50 W-60 kW, e o tempo de irradiação do micro-ondas pode ser 0,2-60 minutos.

A potência da micro-onda para pirolisar cascas de amendoim pode ser de 100 W-50 kW e o tempo de irradiação de micro-ondas pode ser de 0,3-70 minutos.

A potência da micro-onda para a pirólise da casca de coco pode ser de 200 W-80 kW e o tempo de irradiação do micro-ondas pode ser de 0,5-150 minutos.

A potência de micro-ondas para pirolisar cascas de sementes de palmeira pode ser de 100 W-50 kW, e o tempo de irradiação de micro-ondas pode ser de 0,3-100 minutos.

A potência da micro- onda para pirolisar espigas de milho pode ser 80 W-50 kW, e o tempo de irradiação do micro-ondas pode ser 0,2-70 minutos.

A potência da micro-onda para pirolisar borracha natural pode ser 100 W-50 kW, e o tempo de irradiação do micro-ondas pode ser de 0,5-150 minutos.

A potência da micro-onda para pirolisar borracha de butadieno pode ser 120 W-60 kW, e o tempo de irradiação do micro-ondas pode ser 0,5-120 minutos.

A potência da micro-onda para a pirólise da borracha de estireno-butadieno pode ser 150 W-80 kW, e o tempo de irradiação do micro-ondas pode ser 0,6-200 minutos. A potência da micro-onda para pirolisar borracha de isopreno pode ser 100 W-60 kW, e o tempo de irradiação do micro-ondas pode ser 0,5-150 minutos. A potência da micro-onda para pirolisar borracha de etileno-propileno pode ser 200 W-70 kW, e o tempo de irradiação do micro-ondas pode ser 0,2-100 minutos.

[0066] A área de micro-onda pode ser gerada por vários dispositivos de micro-onda da técnica anterior, tais como, um forno de micro-ondas doméstico, um dispositivo de micro-onda industrializado (tal como, um reator de pirólise por micro- onda) e semelhantes.

[0067] A atmosfera inerte é uma atmosfera de gás inerte comumente usada na técnica anterior, tal como, nitrogênio, hélio, néon, argônio, criptônio ou xenônio, preferivelmente, nitrogênio.

[0068] A substância compreendendo um composto orgânico e o material compósito poroso pode ser contatada de várias maneiras. Se a substância compreendendo um composto orgânico for um sólido, tal como, resíduos de plástico, a substância pode ser colocada sobre o material compósito poroso, colocada na cavidade constituída pelo material compósito poroso, ou coberta pelo material compósito poroso, etc., preferivelmente, a substância sólida (por exemplo, uma placa de circuito) é triturada e, em seguida, entra em contato com o material compósito poroso. Se a substância compreendendo um composto orgânico é um líquido, tal como, óleo vegetal, um modo útil é o modo de batelada, ou seja, primeiro, o óleo vegetal é adicionado ao material compósito poroso, o material compósito poroso absorverá automaticamente o óleo vegetal nos poros, e então a pirólise por micro-ondas é realizada, o outro é um modo contínuo, ou seja, após a pirólise por micro- ondas, o óleo é continuamente adicionado à superfície do material poroso por meio de um tubo de quartzo usando uma bomba (tal como, uma bomba peristáltica). A velocidade de bombeamento acima apenas precisa garantir o tempo de residência da mistura do óleo vegetal e do material compósito poroso na área de micro-onda. Se a substância compreendendo um composto orgânico é uma mistura de um sólido e um líquido, a forma misturada dos modos de contato acima pode ser adotada de forma correspondente.

[0069] No método da presente invenção, o dispositivo usado para colocar ou transportar a substância compreendendo um composto orgânico e o material compósito poroso pode ser vários recipientes ou tubos que podem ser penetrados por micro-ondas e podem suportar altas temperaturas acima de 1200 °C, tais como, cadinhos de quartzo, reatores de quartzo, tubos de quartzo, cadinhos de alumina, reatores de alumina, tubos de alumina, etc..

[0070] A substância compreendendo um composto orgânico no método da presente invenção é gaseificada após a pirólise. O gás obtido após a pirólise pode ser coletado para posterior tratamento ou reciclagem, por exemplo, após a separação, o gás é utilizado como combustível ou como uma matéria-prima da indústria química para subsequente reação e produção. O resíduo após a pirólise é disposto como resíduo, ou para materiais compósitos de fibra de carbono, o resíduo após a pirólise é principalmente fibra de carbono, que pode ser coletado para ser reutilizado após a remoção de impurezas, ou para placas de circuito, o resíduo sólido obtido a partir da pirólise da placa de circuito pode ser tratada para separar os componentes metálicos e não metálicos na mesma, que são reciclados respectivamente. A separação acima do resíduo sólido pode adotar os vários métodos e dispositivos de separação da técnica anterior.

[0071] A coleta de gás é um método comum na técnica anterior e pode ser realizada usando um dispositivo de coleta de gás, preferivelmente, sob uma atmosfera inerte. Por exemplo, se um forno de micro-ondas doméstico for usado coma área de micro-onda, o modo de coleta de gás é tal que em uma caixa vedada protegido por nitrogênio, um cadinho de quartzo carregado com uma substância compreendendo um composto orgânico e um material compósito poroso é colocado em um saco de vácuo e, em seguida, vedado, após a reação sob as micro- ondas, o cadinho é aberto através do saco de vácuo e uma seringa é mergulhada no saco de vácuo para amostragem. Se um forno de micro-ondas industrial com uma entrada de gás e uma saída de gás (tal como, um reator de pirólise por micro-onda, etc.) for usado, o modo de coleta de gás é tal que a purga com nitrogênio é realizada durante o processo de reação, e a amostragem e coleta com um saco coletor de gás é realizada na saída de gás.

[0072] O método da presente invenção utiliza o material compósito poroso para gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, gerando, rapidamente assim uma alta temperatura para pirolisar substâncias compreendendo compostos orgânicos. Os produtos pirolisados podem ser usados como matérias-primas químicas para reciclagem, ou resíduos valiosos, tais como, fibras de carbono ou metais deixados após a pirólise, podem ser reciclados, especialmente a reciclagem completa de resíduos de placas de circuito. O processo é eficiente e a composição do produto tem alto valor agregado. Exemplos

[0073] A presente invenção é ainda ilustrada com referência aos exemplos a seguir, mas o escopo da presente invenção não está limitado por estes exemplos.

[0074] Os dados experimentais nos exemplos foram medidos usando os seguintes instrumentos e métodos de medição:

1. Determinação da porcentagem de massa do material de carbono suportado no material compósito poroso obtido nos exemplos: 1) No caso que nos materiais de partida, foi utilizado material de estrutura porosa inorgânica, o peso do material da estrutura porosa inorgânica como o material de partida foi medido primeiro, e o peso do material compósito poroso obtido foi medido após o final do experimento, a diferença de peso entre os dois foi o peso do material de carbono suportado, portanto, a porcentagem em massa do material de carbono suportado no material compósito poroso foi determinada; 2) No caso que nos materiais de partida foi utilizado o precursor da estrutura porosa inorgânica, foram utilizadas duas amostras de precursor da estrutura porosa inorgânica com o mesmo peso. Uma delas foi usada no exemplo de acordo com a presente invenção, e a outra foi usada no exemplo de referência, sendo que apenas foram realizadas as etapas c e d do método de preparação como descrito acima. Após o final do experimento, o peso do material compósito poroso obtido no exemplo de acordo com a presente invenção foi avaliado, e o peso final da amostra obtida no exemplo de referência foi avaliado, a diferença de peso entre os dois era o peso do material de carbono suportado, portanto, foi determinada a porcentagem em massa do material de carbono suportado no material compósito poroso.

2. A menos que especificado de outra forma, a análise cromatográfica do gás pirolisado nos exemplos e exemplos comparativos a seguir foi realizada usando o cromatógrafo de gás Agilent 6890N fabricado pela empresa Agilent, EUA, como segue: O cromatógrafo de gás Agilent 6890N fabricado pela empresa Agilent, nos EUA, conforme utilizado, estava equipado com um detector FID, coluna capilar HP-PLOT AL2O3 (50 m × 0,53 mm × 15 μm) envolvida como a coluna cromatográfica, ele como o gás de arraste, com velocidade linear média de 41 cm/s, a temperatura de entrada de 200 ºC, a temperatura do detector de 250 ºC, a proporção de divisão de 15:1, o volume da amostra injetada de 0,25 ml (gasoso), e o programa de aumento de temperatura, sendo que a temperatura inicial era de 55 ºC e mantida por 3 min, depois aumentou para 120 ºC em 4 ºC/min e mantida por 4 min, aumentou ainda mais para 170 °C em 20 °C/min e manteve-se durante 10 minutos.

3. O diâmetro de poro médio da estrutura porosa inorgânica e do material compósito poroso foi determinado da seguinte maneira: o diâmetro do poro de um poro individual foi determinado pelo menor valor entre as distâncias entre os dois pontos de intersecção da linha reta que atravessa o centro do poro individual e o contorno do poro na fotografia do microscópio eletrônico de varredura (SEM), então o diâmetro de poro médio foi determinado pelo valor médio do número dos valores do diâmetro do poro de todos os poros mostrados na fotografia do SEM. O SEM usado foi Hitachi S-

4800 (Hitachi, Japão) com um fator de ampliação de 200.

4. Método para medir a porosidade: A porosidade foi determinada com referência a GB/T 23561.4-2009.

[0075] Os materiais de partida usados nos exemplos estavam todos disponíveis comercialmente. Preparação do material compósito poroso Exemplo 1 (1) 500 mL de uma dispersão aquosa do óxido de grafeno (JCGO- 95-1-2,6-W, 10 mg/mL, Nanjing Ji Cang Nano Tech Co., LTD.) foram medidos e colocados em um béquer; (2) 2 g de uma estrutura porosa composta por uma resina fenólica (uma espuma fenólica, um diâmetro de poro médio de 300 μm, uma porosidade de 99%, Changshu Smithers-Oasis Floral Foam Co., Ltd) foram imersos na dispersão aquosa do óxido de grafeno, de modo que a dispersão entrou, de forma suficiente, nos canais de poro da estrutura porosa; (3) o material poroso imerso foi retirado e colocado em uma bandeja de aço inoxidável, que foi colocada em um forno a 180 °C e aquecida por 1 hora, dessa forma, o material foi seco e pré-reduzido; e (4) o material poroso seco foi colocado em um forno de micro- ondas doméstico (700 W, modelo M1-L213B, Midea) para tratamento por micro-onda em alta potência por 2 minutos para reduzir o óxido de grafeno pré-reduzido para grafeno e carbonizar a estrutura de resina fenólica na estrutura de carbono (um diâmetro de poro médio de 200 μm, e uma porosidade de 99%), assim, foi obtido um material compósito poroso com o grafeno sustentado na estrutura porosa de carbono capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro- onda, sendo que o grafeno compreendia 10 % da massa total do material compósito poroso.

Exemplo 2 (1) 500 mL de uma dispersão dos nanotubos de carbono (XFWDM, 100 mg/mL, Nanjing XFNANO Materials Tech Co., Ltd.) foram medidos e colocados em um béquer; (2) 2 g de uma estrutura porosa composta de uma resina fenólica (uma espuma fenólica, um diâmetro de poro médio de 200 μm, uma porosidade de 99%, Changshu Smithers-Oasis Floral Foam Co., Ltd) foram imersos na dispersão dos nanotubos de carbono, de modo que a dispersão dos nanotubos de carbono entrou, de forma suficiente, nos canais de poro da estrutura porosa; (3) o material poroso imerso foi retirado e colocado em uma bandeja de aço inoxidável, que foi colocada em um forno a 80 °C e aquecida por 5 horas, dessa forma, o material foi seco; e (4) o material poroso seco foi colocado em uma fornalha tubular e carbonizado a 800 °C por 1 hora sob uma atmosfera de nitrogênio, e foi obtido um material compósito poroso com os nanotubos de carbono suportados na estrutura porosa de carbono capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro- onda (sendo que a estrutura de carbono tinha um diâmetro de poro médio de 140 μm e uma porosidade de 99%), sendo que os nanotubos de carbono compreendiam 30% da massa total do material compósito poroso.

Exemplo 3 (1) 500 mL de uma dispersão dos nanotubos de carbono (XFWDM, 100 mg/mL, Nanjing XFNANO Materials Tech Co., Ltd.) foram medidos e colocados em um béquer; (2) 5 g de uma estrutura porosa semelhante a fibra de algodão composta de um silicato (um diâmetro de poro médio de 150 μm e uma porosidade de 90%, Shandong Luyang Energy-saving Materials Co., Ltd.) foram imersos na dispersão dos nanotubos de carbono e comprimidas várias vezes de modo que a dispersão entrou, de forma suficiente, nos canais de poro da estrutura porosa; e (3) o material poroso imerso foi retirado e colocado em uma bandeja de aço inoxidável, a qual foi colocada em um forno a 150 °C e aquecida por 2 horas, dessa forma, o material foi seco e foi obtido um material compósito poroso com os nanotubos de carbono suportados na estrutura porosa de fibra de silicato capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, sendo que os nanotubos de carbono compreendiam 10% da massa total do material compósito poroso.

Exemplo 4 (1) 30 g de uma resina fenólica em pó (2123, Xinxiang Bomafengfan Industry Co., Ltd.) e 3,6 g de agente de cura de hexametilenotetramina foram pesados e colocados em um béquer, no qual 500 mL de etanol foram vertidos, e a mistura foi agitada com um rotor magnético por 1 hora até que todos os componentes estivessem dissolvidos; (2) 5 g de uma estrutura porosa semelhante a fibra de algodão composta de um silicato (um diâmetro de poro médio de 150 μm, e uma porosidade de 90%, Shandong Luyang Energy-saving Materials Co., Ltd.) foram imersos na solução formulada e comprimidas várias vezes, de modo que a solução entrou, de forma suficiente, nos canais de poro da estrutura porosa; (3) o material poroso imerso foi retirado e colocado em uma bandeja de aço inoxidável, que foi colocada em um forno a 180 °C e aquecida por 2 horas, dessa forma, o material foi seco para remoção do solvente de modo que a resina fenólica fosse curada; e (4) o material poroso seco e curado foi colocado em uma fornalha tubular e carbonizado a 1000 °C por 1 hora sob uma atmosfera de nitrogênio para carbonizar a resina fenólica, portanto, foi obtido um material compósito poroso com o produto carbonizado de resina fenólica suportado sobre a estrutura porosa de fibra de silicato capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, sendo que o material de carbono compreendia 5% da massa total do material compósito poroso.

Exemplo 5 (1) 50 g de uma resina fenólica líquida (2152, Jining Baiyi Chemicals) foram pesados e colocados em um béquer, no qual 500 mL de etanol foram vertidos, seguido por agitação com um rotor magnético por 1 hora até que o componente estivesse todo dissolvido; (2) 8 g de uma estrutura porosa semelhante a uma placa de fibra composta de alumina (um diâmetro de poro médio de 100 μm, e uma porosidade de 85%, Shandong Luyang Energy-saving Materials Co., Ltd.) foram imersos na solução formulada, de modo que a solução entrou, de forma suficiente, nos canais de poro da estrutura porosa; (3) o material poroso imerso foi retirado e colocado em uma bandeja de aço inoxidável, que foi colocada em um forno a 180 °C e aquecida por 2 horas, dessa forma o material foi seco para remoção do solvente de modo que a resina fenólica fosse curada; e (4) o material poroso seco e curado foi colocado em uma fornalha tubular e carbonizado a 900 °C por 1 hora sob uma atmosfera de nitrogênio para carbonizar a resina fenólica, portanto, foi obtido um material compósito poroso com o produto carbonizado de resina fenólica sustentado na estrutura porosa de fibra de alumina capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, sendo que o material de carbono compreendia 6% da massa total do material compósito poroso.

Exemplo 6 (1) 30 g de um amido solúvel em água (grau medicinal, número do item: S104454, Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD) foram pesados e colocados em um béquer, no qual 500 mL de água desionizada foram vertidos, seguido de agitação por 1 hora com um rotor magnético até que o componente estivesse todo dissolvido; (2) 8 g de uma estrutura porosa semelhante a um tapete de fibra composta de alumina (um diâmetro de poro médio de 100 μm, e uma porosidade de 85%, Shandong Luyang Energy-saving Materials Co., Ltd.) foram imersos na solução formulada, de modo que a solução entrou, de forma suficiente, nos canais de poro da estrutura porosa; (3) o material poroso imerso foi retirado e colocado em um reator de pirólise por micro-onda (XOLJ-2000N, Nanjing Atpio Instrument Manufacturing Co., Ltd) para tratamento por micro- onda em uma potência de 10 kW por 2 minutos para secar o material poroso; e (4) o material poroso seco foi colocado em uma fornalha tubular e carbonizado a 1200 °C por 1 hora sob uma atmosfera de nitrogênio para carbonizar o amido solúvel em água, portanto, foi obtido um material compósito poroso com o produto carbonizado de amido sustentado na estrutura porosa de fibra de alumina capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, sendo que o material de carbono compreendia 0,1% da massa total do material compósito poroso.

Exemplo 7 (1) 50 g de um amido solúvel em água (grau medicinal, número do item: S104454, Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD) foram pesados e colocados em um béquer, no qual 500 mL de água desionizada foram vertidos, seguido por agitação por 1 hora com um rotor magnético até que o componente estivesse todo dissolvido; (2) 8 g de uma estrutura porosa semelhante a fibra de algodão composta de alumina (um diâmetro de poro médio de 100 μm, e uma porosidade de 85%, Shandong Luyang Energy-saving Materials Co., Ltd.) foram imersos na solução formulada e comprimidos várias vezes, de modo que a solução entrou, de forma suficiente, nos canais de poro da estrutura porosa; (3) o material poroso imerso foi retirado e colocado em um reator de pirólise por micro-onda (XOLJ-2000N, Nanjing Atpio Instrument Manufacturing Co., Ltd) para tratamento por micro- onda em uma potência de 500 W por 2 h para secar o material poroso; e (4) o material poroso seco foi colocado em uma fornalha tubular e carbonizado a 1000 °C por 1 hora sob uma atmosfera de nitrogênio para carbonizar o amido, portanto, foi obtido um material compósito poroso com o produto carbonizado de amido sustentado na estrutura porosa de fibra de alumina capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, sendo que o material de carbono compreendia 0,2% da massa total do material compósito poroso.

Exemplo 8

(1) 2 kg de uma resina fenólica líquida (2152, Jining Baiyi Chemicals) foram pesados e colocados em um béquer, no qual 4 L de etanol foram vertidos, seguido por agitação com um rotor magnético por 1 hora até que o componente estivesse todo dissolvido; (2) 2 g de uma estrutura porosa composta de uma resina fenólica (uma espuma fenólica, um diâmetro de poro médio de 500 μm, uma porosidade de 99%, Changshu Smithers-Oasis Floral Foam Co., Ltd) foram imersos na solução formulada, de modo que a solução entrou, de forma suficiente, nos canais de poro da estrutura porosa; (3) o material poroso imerso foi retirado e colocado em uma bandeja de aço inoxidável, que foi colocada em um forno a 150 °C e aquecida por 2 horas, dessa forma o material foi seco; e (4) o material poroso seco foi colocado em um reator de pirólise por micro-onda (XOLJ-2000N, Nanjing Atpio Instrument Manufacturing Co., Ltd.) para tratamento por micro-onda em uma potência de 20 kW por 100 minutos sob uma atmosfera de nitrogênio, portanto, foi obtido um material compósito poroso com o produto carbonizado de resina fenólica sustentado na estrutura porosa de carbono capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda (sendo que a estrutura de carbono tinha um diâmetro de poro médio de 350 µm e uma porosidade de 99%), sendo que o material de carbono suportado na estrutura de carbono inorgânico compreendia 80% da massa total do material compósito poroso.

Exemplo 9 (1) 0,3 g de uma resina fenólica líquida (2152, Jining Baiyi Chemicals) foi pesado e colocado em um béquer, no qual foram vertidos 100 ml de etanol, seguido de agitação com um rotor magnético por 1 hora até que o componente estivesse todo dissolvido; (2) 300 g de uma alumina ativa (um diâmetro de poro médio de 0,05 µm, e uma porosidade de 30%, Shandong Kaiou Chemical Technology Co., Ltd.) foram imersos na solução formulada, de modo que a solução entrou, de forma suficiente, nos canais de poro da alumina ativa; (3) o material poroso imerso foi retirado e colocado em uma bandeja de aço inoxidável, que foi colocada em um forno a 150 °C e aquecida por 2 horas, dessa forma o material foi seco; e (4) o material poroso seco foi colocado em uma fornalha tubular e carbonizado a 1000 °C por 1 hora sob uma atmosfera de nitrogênio para carbonizar a resina fenólica, portanto, foi obtido um material compósito poroso com o produto carbonizado de resina fenólica suportado na alumina ativa (estrutura porosa) capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, sendo que o material de carbono compreendia 0,05% da massa total do material compósito poroso.

Exemplo 10 (1) 30 g de uma resina fenólica em pó (2123, Xinxiang Bomafengfan Industry Co., Ltd.) e 3,6 g de agente de cura de hexametilenotetramina foram pesados e colocados em um béquer, no qual 500 mL de etanol foram vertidos, seguido de agitação com um rotor magnético por 1 hora até a dissolução; (2) 8 g de uma estrutura porosa semelhante a placa de fibra composta de óxido de magnésio (um diâmetro de poro médio de 100 μm, e uma porosidade de 80%, Jinan Huolong Thermal Ceramics Co., Ltd.) foram imersos na solução formulada, de modo que a solução entrou, de forma suficiente, nos canais de poro da estrutura porosa;

(3) o material poroso imerso foi retirado e colocado em uma bandeja de aço inoxidável, que foi colocada em um forno a 180 °C e aquecida por 2 horas, dessa forma, o material foi seco para remover o solvente de modo que a resina fenólica fosse curada; e (4) o material poroso seco e curado foi colocado em uma fornalha tubular e carbonizado a 1000 °C por 1 hora sob uma atmosfera de nitrogênio para carbonizar a resina fenólica, portanto, foi obtido um material compósito poroso com o produto carbonizado de resina fenólica sustentado na estrutura porosa de fibra de óxido de magnésio capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, sendo que o material de carbono compreendia 3% da massa total do material compósito poroso.

Exemplo 11 (1) 100 g de um amido solúvel em água (grau medicinal, Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD) foram pesados e colocados em um béquer, no qual 500 mL de água desionizada foram vertidos, seguido de agitação por 1 hora com um rotor magnético até que o componente estivesse totalmente dissolvido; (2) 8 g de uma estrutura porosa semelhante a placa de fibra composta de zircônia (um diâmetro de poro médio de 150 μm, e uma porosidade de 80%, Jinan Huolong Thermal Ceramics Co., Ltd.) foram imersos na solução formulada, de modo que a solução entrou, de forma suficiente, nos canais de poro da estrutura porosa; (3) o material poroso imerso foi retirado e colocado em um reator de pirólise por micro-onda (XOLJ-2000N, Nanjing Atpio Instrument Manufacturing Co., Ltd) para tratamento por micro-

onda em uma potência de 3 kW por 20 minutos para secar o material poroso; e (4) o material poroso seco foi colocado em uma fornalha tubular e carbonizado a 900 °C por 2 horas sob uma atmosfera de nitrogênio para carbonizar o amido, portanto, foi obtido um material compósito poroso com o produto carbonizado de amido sustentado na estrutura porosa de fibra de zircônia capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, sendo que o material de carbono compreendia 0,5% da massa total do material compósito poroso.

Exemplo 12 (1) 50 g de uma resina fenólica líquida (2152, Jining Baiyi Chemicals) foram pesados e colocados em um béquer, no qual 500 mL de etanol foram vertidos, seguido por agitação com um rotor magnético por 1 hora até que o componente estivesse todo dissolvido; (2) 8 g de uma estrutura porosa semelhante a placa de fibra composta de nitreto de boro (um diâmetro de poro médio de 100 μm, e uma porosidade de 80%, Jinan Huolong Thermal Ceramics Co., Ltd.) foram imersos na solução formulada, de modo que o a solução entrou, de forma suficiente, nos canais de poro da estrutura porosa; (3) o material poroso imerso foi retirado e colocado em uma bandeja de aço inoxidável, que foi colocada em um forno a 180 °C e aquecida por 2 horas, dessa forma, o material foi seco para remover o solvente de modo que a resina fenólica fosse curada; e (4) o material poroso seco e curado foi colocado em uma fornalha tubular e carbonizado a 900 °C por 1 hora sob uma atmosfera de nitrogênio para carbonizar a resina fenólica,

portanto, foi obtido um material compósito poroso com o produto carbonizado de resina fenólica sustentado na estrutura porosa de fibra de nitreto de boro capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, sendo que o material de carbono compreendia 5% da massa total do material compósito poroso.

Exemplo 13 (1) 100 g de uma resina fenólica líquida (2152, Jining Baiyi Chemicals) foram pesados e colocados em um béquer, no qual 500 mL de etanol foram vertidos, seguido por agitação com um rotor magnético por 1 hora até que o componente estivesse todo dissolvido; (2) 8 g de uma estrutura porosa semelhante a placa de fibra composta de carboneto de silício (um diâmetro de poro médio de 100 μm, e uma porosidade de 80%, Jinan Huolong Thermal Ceramics Co., Ltd.) foram imersos na solução formulada, de modo que o a solução entrou, de forma suficiente, nos canais de poro da estrutura porosa; (3) o material poroso imerso foi retirado e colocado em uma bandeja de aço inoxidável, que foi colocada em um forno a 180 °C e aquecida por 2 horas, dessa forma, o material foi seco para remover o solvente de modo que a resina fenólica fosse curada; e (4) o material poroso seco e curado foi colocado em uma fornalha tubular e carbonizado a 800 °C por 1 hora sob uma atmosfera de nitrogênio para carbonizar a resina fenólica, portanto, foi obtido um material compósito poroso com o produto carbonizado de resina fenólica sustentado na estrutura porosa de fibra de carboneto de silício capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, sendo que o material de carbono compreendia 10% da massa total do material compósito poroso.

Exemplo 14 (1) 100 g de uma resina fenólica líquida (2152, Jining Baiyi Chemicals) foram pesados e colocados em um béquer, no qual 500 mL de etanol foram vertidos, seguido de agitação com um rotor magnético por 1 hora até que o componente estivesse todo dissolvido; (2) 8 g de uma estrutura porosa semelhante a placa de fibra composta de titanato de potássio (um diâmetro de poro médio de 100 μm, e uma porosidade de 80%, Jinan Huolong Thermal Ceramics Co., Ltd.) foram imersos na solução formulada, de modo que a solução entrou, de forma suficiente, nos canais de poro da estrutura porosa; (3) o material poroso imerso foi retirado e colocado em uma bandeja de aço inoxidável, que foi colocada em um forno a 180 °C e aquecida por 2 horas, dessa forma, o material foi seco para remover o solvente de modo que a resina fenólica fosse curada; e (4) o material poroso seco e curado foi colocado em uma fornalha tubular e carbonizado a 800 °C por 1 hora sob uma atmosfera de nitrogênio para carbonizar a resina fenólica, portanto, foi obtido um material compósito poroso com o produto carbonizado de resina fenólica sustentado na estrutura porosa de fibra de titanato de potássio capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, sendo que o material de carbono compreendia 10% da massa total do material compósito poroso.

Pirólise por micro-ondas de resíduos de plástico: Exemplo 15

[0076] 0,5 g de cada um de corpo da garrafa de bebida (PET), tampa da garrafa de bebida (HDPE), película de estufa (LLDPE), pelotas de PP, fragmentos de lancheira de PP, espuma de empacotamento de poliestireno (PS), bandeja de terpolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS), fragmentos de tubo de náilon (PA6) e copo de água transparente (PC) e 0,5 g de mangueira de cloreto de polivinila (PVC) foram cortados ou pesados e colocados em 1 g do material compósito poroso obtido, respectivamente, no Exemplo 1 seguido por pirólise por micro-ondas de alta potência por 30 segundos em um forno de micro-ondas doméstico (700 W) após proteção com nitrogênio. Com a ajuda do material compósito poroso obtido no Exemplo 1, todos os materiais foram pirolisados e gaseificados após serem tratados com micro-ondas em um forno de micro-ondas doméstico (700 W) por um curto período de 30 segundos. Quase não havio resíduo, e apenas uma pequena quantidade de substância negra permaneceu no caso da mangueira de cloreto de polivinila (PVC). O fenômeno de descarga de arco vigoroso foi observado em todos os processos. O material compósito poroso gerou arcos elétricos na área de micro-onda, gerando, rapidamente assim, uma alta temperatura e transferindo calor para os materiais para pirolisar rapidamente os materiais.

[0077] As amostras obtidas nos Exemplos 2-14 foram usadas para realizar o mesmo experimento que no processo acima, e fenômenos e resultados experimentais semelhantes foram obtidos. Todos os materiais compósitos porosos obtidos nos Exemplos 2-14 poderiam gerar arcos elétricos na área de micro-onda, gerando, rapidamente assim, uma alta temperatura e transferindo calor para os materiais para pirolisar rapidamente os materiais. Exemplo 16

[0078] 50 g de tampa de garrafa de bebida (HDPE), 50 g de fragmentos de lancheira PP, 50 g de bandeja de terpolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS), 50 g de fragmentos de tubo de náilon (PA6) e 50 g de copo de água transparente (PC), 3 g de empacotamento espuma (PS), 10 g de película de estufa (LLDPE), 50 g de corpo de garrafa de bebida (PET), 50 g de fragmentos de copo de plástico transparente descartável (PS) e 50 g de fragmentos de mangueira de cloreto de polivinil (PVC) foram cortados e colocados, respectivamente, dentro da cavidade constituído por 30 g do material compósito poroso obtido no Exemplo 1, seguido por tratamento usando o reator de pirólise por micro-onda (XOLJ-2000N, Nanjing Atpio Instrument Manufacturing Co., Ltd) em uma potência de 1500 W por 5 minutos após proteção com nitrogênio. Quase nenhum resíduo foi visto para todos os materiais, e apenas uma pequena quantidade de substância negra permaneceu no caso da mangueira de cloreto de polivinila.

[0079] A colocação dos materiais a serem pirolisados dentro da cavidade constituída pelo material compósito poroso que gerou arcos elétricos nas micro-ondas foi operada especificamente da seguinte forma: primeiro, colocando uma parte do material compósito poroso no fundo e em torno do reator de quartzo para formar uma cavidade tendo uma abertura para cima, em seguida, colocando os materiais dentro da cavidade e, finalmente, cobrindo a parte superior dos materiais com o material compósito poroso restante.

[0080] As amostras obtidas nos Exemplos 2-14 foram usadas para realizar o mesmo experimento que no processo acima, e fenômenos e resultados experimentais semelhantes foram obtidos. Todos os materiais compósitos porosos obtidos nos Exemplos 2-14 poderiam gerar arcos elétricos nas micro-ondas, gerando, rapidamente assim, uma alta temperatura e transferindo-a para os materiais para pirolisar rapidamente os materiais. Exemplo comparativo 1

[0081] 0,5 g de fragmentos de tampa de garrafa de bebida (HDPE), 0,5 g de fragmentos de lancheira PP, 0,5 g de fragmentos de corpo de garrafa PET, espuma PS e 0,5 g de mangueira de PVC foram colocados, respectivamente, em 1 g de pó de carboneto de silício (98,5%, Sinopharm Chemical Reagente Beijing Co., Ltd.), seguido por tratamento por micro-onda de alta potência por 30 segundos em um forno de micro-ondas doméstico (700 W) após proteção com nitrogênio. Não houve faísca para todos os materiais durante o processo de micro-ondas. Após o tratamento por micro-onda, todos, a tampa da garrafa de HDPE, fragmentos de lancheira de PP, fragmentos de PET, espuma de PS e a mangueira de PVC, não mudaram, e apenas o fundo do cadinho de quartzo estava ligeiramente quente. Exemplo comparativo 2

[0082] 0,5 g de fragmentos de tampa de garrafa de bebida (HDPE) foram colocados em 1 g de pó de carvão ativado (AR, ≥ 200 mesh, item número C112223, Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., LTD), seguido por tratamento por micro-onda de alta potência por 30 segundos em um forno de micro-ondas doméstico (700 W) após proteção com nitrogênio. Durante o processo de micro-ondas, arcos elétricos apareciam de vez em quando. Após o tratamento por micro-onda, a tampa da garrafa de HDPE derreteu, mas não desapareceu completamente. A perda de peso do HDPE foi de 25% após a pesagem. Exemplo 17

[0083] Exceto para os parâmetros a seguir, outros parâmetros e etapas foram iguais àqueles do Exemplo 15.

[0084] 1 g da amostra obtida no Exemplo 1 foi usado para pirolisar, respectivamente, 0,5 g de HDPE, 0,5 g de PP e 0,5 g de LLDPE, usando um reator de pirólise por micro-onda (XOLJ-2000N, Nanjing Atpio Instrument Manufacturing Co., Ltd) em um potência de 700 W por 30 segundos (ou usando um forno de micro-ondas doméstico (700 W) em alta potência por 30 segundos), então o gás obtido foi submetido à análise cromatográfica, sendo que os ingredientes principais detectados foram mostrados na Tabela 1-1.

[0085] 1 g da amostra obtida no Exemplo 1 foi usado para pirolisar 0,5 g de PET usando um reator de pirólise por micro-onda (XOLJ-2000N, Nanjing Atpio Instrument Manufacturing Co., Ltd) em uma potência de 700 W por 30 segundos (ou usando um forno de micro-ondas doméstico (700 W) em uma alta potência por 30 segundos), então o gás obtido foi submetido à análise cromatográfica, sendo que os ingredientes principais detectados foram mostrados na Tabela 1-2.

[0086] 1 g da amostra obtida no Exemplo 1 foi usado para pirolisar 0,5 g de PS usando um reator de pirólise por micro- onda (XOLJ-2000N, Nanjing Atpio Instrument Manufacturing Co., Ltd) em uma potência de 700 W por 30 segundos (ou usando um forno de micro-ondas doméstico (700 W) em uma alta potência por 30 segundos), então o gás obtido foi submetido à análise cromatográfica, sendo que os ingredientes principais detectados foram mostrados na Tabela 1-3.

[0087] 1 g da amostra obtida no Exemplo 1 foi usado para pirolisar 0,5 g de PVC usando um forno de micro-ondas doméstico (700 W) em alta potência por 30 segundos, então o gás obtido foi submetido à análise cromatográfica, sendo que os ingredientes principais detectados foram mostrados na Tabela 1-4. Tabela 1-1 Mate- Metano Propano Etileno Propileno Propino 1-buteno 1,3- Outros riais % vol. etano % vol. % vol. acetileno isobutileno butadieno % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. HDPE 10 6 35 15 4 5 8 17 PP 17 6 24 23 4 10 3 13 LLDPE 16 7 26 21 4 6 5 15 Tabela 1-2 Mate- Metano Etileno Propileno Acetaldeído Benzeno Tolueno Estireno Outros riais % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. PET 10 6 1 8 63 3 1 8 Tabela 1-3 Mate- Metano Etileno Benzeno Tolueno Estireno Benzaldeído β- Outros riais % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. Nitrostireno % vol. % vol. PS 8 20 31 12 7 4 11 7 Tabela 1-4 Mate- Metano Etano Etileno Propileno Acetileno Cloreto Cloreto de Outros riais % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. de vinilo hidrogênio % vol. % vol. % vol. PVC 16 5 20 17 4 21 4 13 Exemplo 18

[0088] Exceto para os parâmetros a seguir, outros parâmetros e etapas foram iguais aos do Exemplo 15.

[0089] 30 g da amostra obtida no Exemplo 6 foram usados para pirolisar 50 g de HDPE, 50 g de PP e 50 g de LLDPE usando um reator de pirólise por micro-onda em uma potência de 1500 W por 10 minutos, então o gás obtido foi submetido à análise cromatográfica, sendo que os ingredientes principais detectados são mostrados na Tabela 2-1.

[0090] 30 g da amostra obtida no Exemplo 6 foram usados para pirolisar 50 g de PET usando um reator de pirólise por micro-onda em uma potência de 1500 W por 20 minutos, então o gás obtido foi submetido a análise cromatográfica, sendo que os ingredientes principais detectados são mostrados na Tabela 2-2.

[0091] 30 g da amostra obtida no Exemplo 6 foram usados para pirolisar 3 g de PS usando um reator de pirólise por micro-onda em uma potência de 1500 W por 40 minutos, então o gás obtido foi submetido a análise cromatográfica, sendo que os ingredientes principais detectados são mostrados na Tabela 2-3.

[0092] 30 g da amostra obtida no Exemplo 6 foram usados para pirolisar 50 g de fragmentos de copo de plástico transparente descartável (PS) usando um reator de pirólise por micro-onda em uma potência de 1500 W por 15 minutos, então o gás obtido foi submetido a análise cromatográfica, sendo que os ingredientes principais detectados são mostrados na Tabela 2-4.

[0093] 30 g da amostra obtida no Exemplo 6 foram usados para pirolisar 50 g de fragmentos de mangueira de PVC usando um reator de pirólise por micro-onda em uma potência de 1500 W por 15 minutos, então o gás obtido foi submetido a análise cromatográfica, sendo que os ingredientes principais detectados são mostrados na Tabela 2-5. Tabela 2-1 Mate- Metano Propano Etileno Propileno Propino 1-buteno 1,3- Outros riais % vol. etano % vol. % vol. acetileno isobutileno butadieno % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. HDPE 24 5 40 11 5 2 5 8 PP 13 7 17 31 4 14 3 11 LLDPE 25 6 29 18 5 4 3 10 Tabela 2-2 Mate- Metano Etileno Propileno Acetaldeído Benzeno Tolueno Estireno Outros riais % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. PET 34 15 4 2 35 2 1 7

Tabela 2-3 Mate- Metano Etileno Propileno Propino Benzeno Tolueno Estireno Outros riais % vol. % vol. % vol. Acetileno % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. PS 33 46 4 8 3 1 1 4 Tabela 2-4 Mate- Metano Etileno Propileno Propino Benzeno Tolueno Estireno Outros riais % vol. % vol. % vol. Acetileno % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. PS 30 43 3 7 5 2 1 9 Tabela 2-5 Mate- Metano Etano Etileno Propileno Acetileno Cloreto Cloreto de Outros riais % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. de vinilo hidrogênio % vol. % vol. % vol. PVC 22 4 23 17 3 18 2 11 Exemplo comparativo 3 (1) 50 g de uma resina fenólica líquida (2152, Jining Baiyi Chemicals) foram pesados e colocados em um béquer, no qual 500 mL de etanol foram vertidos, seguido por agitação com um rotor magnético por 1 hora até que o componente estivesse todo dissolvido; (2) 8 g de uma estrutura porosa semelhante a placa de fibra composta de alumina (um diâmetro de poro médio de 100 nm, Pu- Yuan Nanotechnology Limited, Hefei, China) foram imersos na solução formulada de modo que a solução entrou, de forma suficiente, nos canais de poro da estrutura porosa; (3) o material poroso imerso foi retirado e colocado em uma bandeja de aço inoxidável, a qual foi colocada em um forno a 180 °C e aquecida por 2 horas, obtendo-se assim a secagem para remover o solvente e curar a resina fenólica; e (4) o material poroso seco e curado foi colocado em uma fornalha tubular e carbonizado a 900 °C por 1 hora sob uma atmosfera de nitrogênio para carbonizar a resina fenólica.

[0094] Fragmentos de 0,5 g de tampa de garrafa de bebida (HDPE) foram colocados em 1 g do material obtido na etapa

(4), seguido pelo tratamento por micro-onda de alta potência em um forno de micro-ondas doméstico (700 W) por 30 segundos após proteção com nitrogênio. Não houve faísca durante o tratamento por micro-onda e, após o tratamento por micro- onda, a tampa da garrafa de HDPE não mudou. Pode-se ver que quando o diâmetro do poro da estrutura porosa inorgânica é pequeno, nenhum material compósito poroso, que possa gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda para obter uma pirólise efetiva, foi obtido. Pirólise de óleos vegetais por micro-ondas: Exemplo 19

[0095] Cada um de óleo de palma, óleo de colza, óleo de girassol e óleo de soja em 0,5 g foi colocado, respectivamente, em 1 g do material compósito poroso obtido no Exemplo 1, o óleo foi automaticamente absorvido pelo material compósito poroso, após a proteção com nitrogênio, os materiais misturados foram submetidos à pirólise por micro- ondas de alta potência por 30 segundos em um forno de micro- ondas doméstico (700 W) (ou para pirolisar usando um reator de pirólise por micro-onda (XOLJ-2000N, Nanjing Atpio Instrument Manufacturing Co., Ltd) em uma potência de 700 W por 30 segundos), e então a pesagem mostrou que quase não havio resíduo dos materiais no material compósito poroso. Com o auxílio do material compósito poroso obtido no Exemplo 1, todos os materiais foram pirolisados e gaseificados após serem tratados com micro-ondas (700 W) por um curto período de 30 segundos, e durante o processo, foi observado o fenômeno de descarga de arco vigoroso. O material compósito poroso gerou arcos elétricos na área de micro-onda, gerando, rapidamente assim, uma alta temperatura e transferindo calor para os materiais para pirolisar rapidamente os materiais. O gás obtido após a pirólise foi submetido à análise cromatográfica, onde os ingredientes principais detectados são mostrados na Tabela 3-1. Tabela 3-1 Materiais Metano Etano Etileno Propileno 1- 1,3- Outros % vol. % vol. % vol. % vol. buteno butadieno % vol. % vol. % vol. Óleo de 13 4 49 16 5 8 5 palma Óleo de 14 6 45 13 4 8 10 colza Óleo de 11 5 47 14 5 7 11 girassol Óleo de 15 5 43 11 7 9 10 soja Exemplo 20

[0096] Cada um de óleo de palma, óleo de colza, óleo de girassol e óleo de soja em 100 g foi colocado, respectivamente, em um béquer, 30 g do material compósito poroso obtido no Exemplo 1 foram colocados em um reator de quartzo que foi purgado com 500 mL/minuto de nitrogênio por 10 minutos, seguido pelo ajuste da taxa de fluxo para 100 mL/minuto, o reator de pirólise por micro-onda (XOLJ-2000N, Nanjing Atpio Instrument Manufacturing Co., Ltd) foi iniciado em uma potência de 1500 W, e o óleo vegetal acima foi adicionado continuamente à superfície do material compósito poroso no reator de quartzo através de um capilar de quartzo a uma taxa de cerca de 2 g/minuto usando uma bomba peristáltica (bomba peristáltica de precisão LongerPump BT100-2J), os materiais foram continuamente pirolisados em gás, e quase nenhum material permaneceu após o final da operação.

[0097] Os materiais compósitos porosos obtidos nos

Exemplos 2-14 foram usados para realizar o mesmo experimento que no processo acima, e fenômenos experimentais e resultados semelhantes foram obtidos. Exemplo comparativo 4

[0098] 0,5 g de óleo de palma foi adicionado gota a gota em 1 g de pó de carboneto de silício (98,5%, Sinopharm Chemical Reagent Beijing Co., Ltd.), seguido por tratamento por micro-onda de alta potência por 30 segundos em um forno de micro-ondas doméstico (700 W) após proteção com nitrogênio. Não houve faísca durante o processo de micro- ondas, e apenas o fundo do cadinho de quartzo estava ligeiramente quente. Após o tratamento por micro-onda, a pesagem mostrou que a massa do óleo de palma não mudou de forma óbvia. Exemplo 21

[0099] Exceto para os parâmetros a seguir, outros parâmetros e etapas foram iguais aos do Exemplo 19.

[0100] 30 g da amostra obtida no Exemplo 6 foram usados para pirolisar 100 g de óleo de palma, óleo de colza, óleo de girassol e óleo de soja, respectivamente, a uma taxa de alimentação de 2 g/minuto usando um reator de pirólise por micro-onda em uma potência de 1500 W, em seguida, o gás obtido foi submetido à análise cromatográfica, sendo que os ingredientes principais detectados são mostrados na Tabela 3-

2.

Tabela 3-2 Materiais Metano Etano Etileno Propileno 1- 1,3- Outros % vol. % vol. % vol. % vol. buteno butadieno % vol. % vol. % vol. Óleo de 24 5 42 13 5 5 6 palma Óleo de 22 6 40 15 4 4 9 colza Óleo de 21 5 37 14 5 5 13 girassol Óleo de 22 5 35 15 5 7 11 soja Pirólise de biomassa por micro-ondas Exemplo 22

[0101] 0,5 g de cada um de palha, bagaço, galhos de árvores, folhas, aparas de madeira, casca de arroz, palha de arroz, casca de amendoim, casca de coco, casca de semente de palmeira e espiga de milho foram, respectivamente, colocados em 1 g do material compósito poroso obtido no Exemplo 1, seguido por pirólise por micro-ondas de alta potência por 30 segundos em um forno de micro-ondas doméstico (700 W) após proteção com nitrogênio. Com a ajuda do material compósito poroso obtido no Exemplo 1, todos os materiais foram pirolisados e gaseificados após serem tratados por micro- ondas por um forno de micro-ondas doméstico (700 W) por um curto período de 30 segundos, e apenas a substância negra permaneceu. O fenômeno de descarga de arco vigoroso foi observado durante o referido processo. O material compósito poroso gerou arcos elétricos nas micro-ondas, gerando, rapidamente assim, uma alta temperatura e transferindo calor para os materiais para pirolisar rapidamente os materiais.

[0102] 50 g de cada um de palha, bagaço, galhos de árvores, folhas, aparas de madeira, casca de arroz, palha de arroz, casca de amendoim, casca de coco, casca de semente de palma e espiga de milho foram colocados, respectivamente, dentro da cavidade constituída por 30 g do material compósito poroso obtido em Exemplo 1, seguido por tratamento usando o reator de pirólise por micro-onda (XOLJ-2000N, Nanjing Atpio Instrument Manufacturing Co., Ltd) em uma potência de 1500 W por 5 minutos após proteção com nitrogênio. Para todos os materiais, apenas a substância negra permaneceu.

[0103] A colocação dos materiais a serem pirolisados dentro da cavidade constituída pelo material compósito poroso foi operada especificamente da seguinte forma: primeiro, colocando uma parte do material compósito poroso no fundo e em torno do reator de quartzo para formar uma cavidade com uma abertura para cima, então colocando os materiais dentro da cavidade e, finalmente, cobrindo a parte superior dos materiais com o material compósito poroso restante.

[0104] As amostras obtidas nos Exemplos 2-14 foram usadas para realizar o mesmo experimento que no processo acima, e fenômenos experimentais e resultados semelhantes foram obtidos. Exemplo comparativo 5

[0105] 0,5 g de casca de arroz foi colocado em 1 g de pó de carboneto de silício (98,5%, Sinopharm Chemical Reagent Beijing Co., Ltd.), seguido por tratamento por micro-onda de alta potência por 30 segundos em um forno de micro-ondas doméstico (700 W) após proteção com nitrogênio. Não houve faísca durante o processo de micro-ondas. Após o tratamento por micro-onda, a casca de arroz não mudou e apenas o fundo do cadinho de quartzo ficou ligeiramente quente. Exemplo 23

[0106] Exceto para os parâmetros a seguir, outros parâmetros e etapas foram iguais aos do Exemplo 22.

[0107] 1 g da amostra obtida no Exemplo 1 foi utilizado para pirólise de 0,5 g de palha e de casca de arroz, respectivamente, utilizando um forno de micro-ondas doméstico (700 W) em alta potência por 30 segundos, então o gás obtido foi submetido à análise cromatográfica, sendo que o Os ingredientes principais detectados, exceto CO e CO2, são mostrados na Tabela 4-1.

[0108] 30 g da amostra obtida no Exemplo 6 foram usados para pirolisar 50 g de palha e de casca de arroz, respectivamente, usando um reator de pirólise por micro-onda com potência de 1500 W por 15 minutos, então o gás obtido foi submetido a análise cromatográfica, onde os ingredientes principais detectados diferentes de CO e CO2 são mostrados na Tabela 4-2. Tabela 4-1 Materiais Metano Etano Etileno Propileno 1,3- Benzeno Tolueno Outros % vol. % % vol. % vol. butadieno % vol. % vol. % vol. vol. % vol. Palha 21 7 34 11 3 6 3 15 Casca de 19 6 38 13 4 4 2 14 arroz Tabela 4-2 Materiais Metano Etano Etileno Propileno 1,3- Benzeno Tolueno Outros % vol. % % vol. % vol. butadieno % vol. % vol. % vol. vol. % vol. Palha 36 6 25 9 2 5 4 13 Casca de 37 5 28 8 5 5 3 9 arroz Pirólise por micro-ondas de resíduos de borrachas Exemplo 24

[0109] 0,5 g de cada um de fragmentos de pneu de carro (Hankook), borracha de estireno-butadieno (Beijing Rubber Products Factory) e amostras de borracha de etileno-propileno (Beijing Rubber Products Factory) foram, respectivamente,

colocados em 1 g do material compósito poroso obtido no Exemplo 1, seguido por pirólise por micro-ondas de alta potência por 30 segundos em um forno de micro-ondas doméstico (700 W) após proteção com nitrogênio. Com a ajuda do material compósito poroso obtido no Exemplo 1, todos os materiais foram pirolisados e gaseificados após serem tratados com micro-ondas por um forno de micro-ondas doméstico (700 W) por um curto período de 30 segundos, para os fragmentos do pneu do carro, restou apenas uma substância negra que foi triturada em um aperto (“pinch”), e para as amostras de borracha de estireno-butadieno e borracha de etileno- propileno, nenhum resíduo foi deixado. O fenômeno de descarga de arco vigoroso foi observado durante o referido processo. O material compósito poroso gerou arcos elétricos nas micro- ondas, gerando, rapidamente assim, uma alta temperatura e transferindo calor para os materiais para pirolisar rapidamente os materiais.

[0110] 50 g de cada um dos fragmentos de pneu de carro (Hankook), amostras de borracha de estireno-butadieno (Beijing Rubber Products Factory) e de borracha de etileno- propileno (Beijing Rubber Products Factory) foram colocados, respectivamente, dentro da cavidade constituída por 30 g do material compósito poroso que gerou arcos elétricos nas micro-ondas obtidos no Exemplo 1, seguido por tratamento usando o reator de pirólise por micro-onda (XOLJ-2000N, Nanjing Atpio Instrument Manufacturing Co., Ltd) em uma potência de 1500 W por 5 minutos após proteção com nitrogênio. Todos os materiais foram pirolisados e gaseificados após serem tratados por um forno de micro-ondas doméstico (700 W) por um curto período de 30 segundos, para os fragmentos do pneu do carro, restou apenas uma substância negra que foi triturada em um aperto, e para as amostras de borracha de estireno-butadieno e de borracha de etileno- propileno, nenhum resíduo foi deixado.

[0111] A colocação dos materiais a serem pirolisados dentro da cavidade constituída pelo material compósito poroso foi operada especificamente da seguinte forma: primeiro, colocando uma parte do material compósito poroso no fundo e em torno do reator de quartzo para formar uma cavidade tendo uma abertura para cima, então colocando os materiais dentro da cavidade e, finalmente, cobrindo a parte superior dos materiais com o material compósito poroso restante.

[0112] Os materiais compósitos porosos obtidos nos Exemplos 2-14 foram usados para realizar o mesmo experimento que no processo acima, e fenômenos experimentais e resultados semelhantes foram obtidos. Exemplo comparativo 6

[0113] 0,5 g da amostra de borracha de estireno-butadieno foi colocado em 1 g de pó de carboneto de silício (98,5%, Sinopharm Chemical Reagent Beijing Co., Ltd.), seguido por tratamento por micro-onda de alta potência por 30 segundos em um forno de micro-ondas doméstico (700 W) após a proteção com nitrogênio. Não houve faísca durante o processo de tratamento por micro-onda. Após o tratamento por micro-onda, a amostra de borracha de estireno-butadieno não mudou, e apenas o fundo do cadinho de quartzo estava ligeiramente quente. Exemplo 25

[0114] 0,5 g de cada um dos fragmentos de pneu de carro (Hankook), amostras de borracha de estireno-butadieno (Beijing Rubber Products Factory) e de borracha etileno-

propileno (Beijing Rubber Products Factory) foram, respectivamente, colocados em 1 g do material compósito poroso obtido no Exemplo 1, seguido por pirólise por micro- ondas de alta potência por 30 segundos em um forno de micro- ondas doméstico (700 W) após proteção com nitrogênio, o gás obtido foi submetido à análise cromatográfica, sendo que os ingredientes principais detectados além de CO e CO2 são mostrados nas Tabelas 5-1, 5-2 e 5-3.

[0115] Com as mesmas etapas descritas acima, 30 g da amostra obtida no Exemplo 6 foram usados para pirolisar, respectivamente, 50 g de cada um dos fragmentos de pneu de carro (Hankook), borracha de estireno-butadieno (Beijing Rubber Products Factory) e borracha de etileno-propileno (Beijing Rubber Products Fábrica) usando um reator de pirólise por micro-onda em uma potência de 1500 W por 15 minutos, então o gás obtido foi submetido à análise cromatográfica, sendo que os ingredientes principais detectados além de CO e CO2 são mostrados nas Tabelas 5-4, 5- 5 e 5-6. Tabela 5-1 Materiais Metano Etileno Propileno Benzeno Tolueno Estireno β- Outros % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. Nitrostireno % vol. % vol. Pneu 8 20 12 26 9 7 5 13 Tabela 5-2 Materiais Metano Etileno Benzeno Tolueno Estireno Benzal- β-Nitros- Outros % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. deído tireno % vol. % vol. % vol. Borracha 10 24 29 7 6 4 9 11 de estireno- butadieno

Tabela 5-3 Materiais Metano Propano Etileno Propileno Propino 1-Buteno 1,3- Outros % vol. Etano % vol. % vol. Acetileno Isobu- Buta- % vol. % vol. % vol. tileno dieno % vol. % vol. Borracha 13 5 31 23 4 9 3 12 de etileno- propileno Tabela 5-4 Mate- Metano Etileno Propileno Acetileno Benzeno Tolueno Estireno Outros riais % vol. % vol. % vol. Propino % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. Pneu 25 37 8 5 10 2 1 12 Tabela 5-5 Materiais Metano Etileno Propi- Aceti- Benzeno Tolueno Estireno Outros % vol. % vol. leno leno % vol. % vol. % vol. % vol. % vol. Propino % vol. Borracha 30 44 5 7 3 1 1 9 de estireno- butadieno Tabela 5-6 Materiais Metano Propano Etileno Propileno Propino 1-Buteno 1,3- Outros % vol. Etano % vol. % vol. Acetileno Isobu- Buta- % vol. % vol. % vol. tileno dieno % vol. % vol. Borracha 15 8 17 30 5 12 3 10 de etileno- propileno Pirólise por micro-ondas de material compósito de fibra de carbono: Exemplo 26

[0116] 2 g de material compósito de resina epóxi reforçada com fibra de carbono (Changzhou Huatan Fiber Composite Co., Ltd.) foram colocados em 1 g do material compósito poroso obtido no Exemplo 1, seguido por pirólise por micro-ondas de alta potência por 40 segundos em um forno de micro-ondas doméstico (700 W) após a proteção com nitrogênio. O material compósito de fibra de carbono foi retirado e, após a pesagem, constatou-se perda de peso, e a fibra de carbono pode ser facilmente removida. O fenômeno de descarga de arco vigoroso foi observado durante o processo de micro-ondas. O material compósito poroso gerou arcos elétricos nas micro-ondas, gerando, rapidamente assim, uma alta temperatura e transferindo calor para os materiais para pirolisar rapidamente os materiais.

[0117] 50 g de material compósito de resina epóxi reforçada com fibra de carbono (Changzhou Huatan Fiber Composite Co., Ltd.) foram colocados dentro da cavidade constituída por 30 g do material compósito poroso que gerou arcos elétricos em micro-ondas obtido no Exemplo 1, seguido por tratamento usando o reator de pirólise por micro-onda (XOLJ-2000N, Nanjing Atpio Instrument Manufacturing Co., Ltd) em uma potência de 1500 W por 5 minutos após proteção com nitrogênio. O material compósito de fibra de carbono foi retirado e, após a pesagem, constatou-se a perda de peso e a fibra de carbono pode ser facilmente removida do tecido.

[0118] A colocação dos materiais a serem pirolisados dentro da cavidade constituída pelo material compósito poroso que gerou arcos elétricos em micro-ondas foi operada especificamente da seguinte forma: primeiro, colocando uma parte do material compósito poroso que gerou arcos elétricos em micro-ondas na parte inferior e ao redor do reator de quartzo para formar uma cavidade tendo uma abertura para cima, em seguida, colocando os materiais dentro da cavidade e, finalmente, cobrindo o topo dos materiais com o material compósito poroso restante.

[0119] As amostras obtidas nos Exemplos 2-14 foram usadas para realizar o mesmo experimento que no processo acima, e fenômenos experimentais e resultados semelhantes foram obtidos. Todos os materiais compósitos porosos obtidos nos Exemplos 2-14 poderiam gerar arcos elétricos nas micro-ondas, gerando, rapidamente assim, uma alta temperatura e transferindo-a para os materiais para pirolisar rapidamente os materiais. Exemplo comparativo 7

[0120] 2 g de material compósito de resina epóxi reforçada com fibra de carbono (Changzhou Huatan Fiber Composite Co., Ltd.) foram colocados em 1 g de pó de carboneto de silício (98,5%, Sinopharm Chemical Reagent Beijing Co., Ltd.), seguido por tratamento por micro-onda de alta potência por 30 segundos em forno de micro-ondas doméstico (700 W) após proteção com nitrogênio. Não houve faísca durante o processo de tratamento por micro-onda. Após o tratamento por micro- onda, o material não mudou, e apenas o fundo do cadinho de quartzo ficou ligeiramente quente. Exemplo 27

[0121] 2 g de material compósito de resina epóxi reforçada com fibra de carbono (Changzhou Huatan Fiber Composite Co., Ltd.) foram colocados em 1 g do material compósito poroso que gerou arcos elétricos em micro-ondas obtido no Exemplo 1, seguido por pirólise por micro-ondas de alta potência por 40 segundos em um forno de micro-ondas doméstico (700 W) após a proteção com nitrogênio, em seguida, retirando o material compósito de fibra de carbono. Após a pesagem, constatou-se uma perda de peso de 36%, e a fibra de carbono pode ser facilmente retirada do tecido. O gás coletado foi submetido à análise cromatográfica, sendo que os ingredientes principais detectados são mostrados na Tabela 6.

[0122] 30 g de material compósito de polipropileno reforçado com fibra de carbono (Changzhou Huatan Fiber Composite Co., Ltd.) foram colocados dentro da cavidade constituída por 30 g do material compósito poroso que gerou arcos elétricos em micro-ondas obtido no Exemplo 6, seguido por tratamento usando o reator de pirólise por micro-onda (XOLJ-2000N, Nanjing Atpio Instrument Manufacturing Co., Ltd) em uma potência de 1500 W por 5 minutos após a proteção com nitrogênio. Após a pesagem, constatou-se uma perda de peso de 38%, e a fibra de carbono pode ser facilmente retirada do tecido. O gás coletado foi submetido à análise cromatográfica, sendo que os ingredientes principais detectados são mostrados na Tabela 6.

[0123] 50 g de material compósito de náilon reforçado com fibra de carbono (Changzhou Huatan Fiber Composite Co., Ltd.) foram colocados dentro da cavidade constituída por 30 g do material compósito poroso que gerou arcos elétricos em micro- ondas obtido no Exemplo 7, seguido por tratamento usando o reator de pirólise por micro-onda (XOLJ-2000N, Nanjing Atpio Instrument Manufacturing Co., Ltd) em uma potência de 2.000 W por 10 minutos após a proteção com nitrogênio. Após a pesagem, constatou-se uma perda de peso de 39%, e a fibra de carbono pode ser facilmente retirada do tecido. O gás coletado foi submetido à análise cromatográfica, sendo que os ingredientes principais detectados são mostrados na Tabela 6.

[0124] A colocação dos materiais dentro da cavidade constituída pelo material compósito poroso que gerou arcos elétricos em micro-ondas foi operada especificamente da seguinte forma: primeiro, colocando uma parte do material compósito poroso que gerou arcos elétricos em micro-ondas na parte inferior e ao redor do reator de quartzo para formar uma cavidade tendo uma abertura para cima, em seguida, colocando os materiais dentro da cavidade e, finalmente, cobrindo a parte superior dos materiais com o material compósito poroso restante. Tabela 6 Materiais Metano Propano Etileno Propileno Propino 1-Buteno 1,3- Outros % vol. Etano % vol. % vol. Acetileno Isobu- Buta- % vol. % vol. % vol. tileno dieno % vol. % vol. Material 28 6 15 20 3 11 3 14 compósito de resina epóxi reforçada com fibra de carbono Material 13 7 17 31 4 14 3 11 compósito de poli- propileno reforçado com fibra de carbono Material 15 8 22 20 3 7 3 22 compósito de náilon reforçado com fibra de carbono Pirólise por micro-ondas de placa de circuito

[0125] Nos exemplos a seguir, os gases coletados foram analisados cromatograficamente da seguinte forma: o produto de gás coletado após a pirólise foi analisado usando um analisador de gás de refinaria (HP Agilent 7890 A, configurado com 3 canais, incluindo 1 FID e 2 TCDs (detector de condutividade térmica)) de acordo com o método ASTM D1945-

14. Os hidrocarbonos foram analisados no canal FID. Um TCD usando um gás de arraste de nitrogênio foi usado para determinar o conteúdo de hidrogênio, porque havia uma pequena diferença entre os gases de arraste de hidrogênio e hélio na condutividade. O outro TCD usando hélio como gás de arraste foi usado para detectar CO, CO2, N2 e O2 . Para análise quantitativa, o fator de resposta foi determinado usando padrões de gás de calibração RGA (análise de gás de refinaria). Exemplo 28

[0126] 10 g de resíduo de placa de circuito (o resíduo de placa de circuito foi pré-quebrado em pequenos pedaços que eram peças irregulares com uma área de cerca de 1 cm2, a placa de circuito foi desmontada a partir do resíduo da placa-mãe de computador, marca Gigabyte) foram colocados dentro da cavidade constituída por 50 g do material compósito poroso obtido no Exemplo 1, então a totalidade foi colocada em um reator de pirólise por micro-onda (Qingdao Make Wave Instrument Manufacturing Co., Ltd., modelo MKX-R1C1B), protegida por nitrogênio e tratada com o reator de pirólise por micro-onda em um potência de 900 W por 5 minutos. O material compósito poroso gerou arcos elétricos nas micro- ondas, gerando, rapidamente assim, uma alta temperatura e transferindo-a para os materiais para pirolisar rapidamente os materiais. Os componentes gasosos coletados foram submetidos à análise cromatográfica gasosa.

[0127] Os ingredientes principais do produto de gás pirolisado são mostrados na Tabela 7-1. Após o término da reação, a massa do resíduo sólido era 30% daquela antes da pirólise, incluindo componentes metálicos que tinham uma estrutura frouxa e podiam ser facilmente separados e componentes não metálicos que eram principalmente misturas de fibra de vidro e semelhantes. Após um simples trituração, a parte metálica e a parte não metálica (principalmente fibra de vidro) podem ser separadas e recuperadas.

[0128] A colocação da placa de circuito a ser pirolisada dentro da cavidade constituída pelo material compósito poroso foi operada especificamente da seguinte forma: primeiro, colocando uma parte do material compósito poroso dentro do reator de quartzo, arranjando o material compósito poroso em sequência para formar uma cavidade oca tendo uma abertura para cima, em seguida, colocando o resíduo de placa de circuito dentro da cavidade e, finalmente, cobrindo o topo dos materiais com o material compósito poroso restante.

[0129] As amostras obtidas nos Exemplos 2-14 foram usadas para realizar o mesmo experimento que no processo acima, e fenômenos experimentais e resultados semelhantes foram obtidos. A massa do resíduo sólido após o final da reação era de cerca de 28% a 35% daquela antes da pirólise. Todos os materiais compósitos porosos obtidos nos Exemplos 2-14 poderiam gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, gerando, rapidamente assim, uma alta temperatura e transferindo-a para os materiais para pirolisar rapidamente os materiais. Exemplo comparativo 8

[0130] 10 g do resíduo de placa de circuito e 50 g de pó de carboneto de silício (98,5%, Sinopharm Chemical Reagent Beijing Co., Ltd.) foram uniformemente misturados e, em seguida, colocados em um tanque de reação de quartzo, subsequentemente, a totalidade foi colocada em um reator de micro-ondas (MKX-R1C1B, Qingdao Make Wave Instrument Manufacturing Co., Ltd.), protegida por nitrogênio e, em seguida, tratada com o reator de pirólise por micro-onda em uma potência de 900 W por 5 minutos. Não houve faísca alguma durante o processo de micro-ondas, o resíduo da placa de circuito não mudou após o tratamento por micro-onda e apenas o fundo do tanque de reação de quartzo estava ligeiramente quente. Exemplo 29

[0131] Exceto para os parâmetros a seguir, outros parâmetros e etapas foram iguais aos do Exemplo 28.

[0132] 10 g de resíduo de placa de circuito e 30 g do material compósito poroso, que gerou arcos elétricos em micro-ondas obtidos no Exemplo 6, foram uniformemente misturados e então colocados em um tanque de reação de quartzo, subsequentemente, a totalidade foi colocada em um reator de pirólise por micro-onda e, após proteção com nitrogênio, foi tratada com o reator de pirólise por micro- onda na potência de 1200 W por 10 minutos. O material compósito poroso gerou arcos elétricos nas micro-ondas, gerando, rapidamente assim, uma alta temperatura e transferindo-a para os materiais para pirolisar rapidamente os materiais. Os componentes gasosos coletados foram submetidos à análise cromatográfica gasosa. Os ingredientes principais do produto do gás de pirólise são mostrados na Tabela 7-2. A massa do resíduo sólido após o final da reação era 32% daquele antes da pirólise. Além disso, o metal e o substrato tinham uma estrutura frouxa entre os mesmos e, por simples trituração, as partes metálicas e não metálicas podem ser separadas e recuperadas. Exemplo 30

[0133] Exceto para os parâmetros a seguir, outros parâmetros e etapas foram iguais aos do Exemplo 28.

[0134] 10 g de resíduo de placa de circuito e 15 g do material compósito poroso, que gerou arcos elétricos em micro-ondas obtidos no Exemplo 2, foram uniformemente misturados e então colocados em um tanque de reação de quartzo, subsequentemente, a totalidade foi colocada em um reator de pirólise por micro-onda e, após proteção com nitrogênio, foi tratada com o reator de pirólise por micro- onda na potência de 900 W por 20 minutos. O material compósito poroso gerou arcos elétricos nas micro-ondas, gerando, rapidamente assim, uma alta temperatura e transferindo-a para os materiais para pirolisar rapidamente os materiais. Os componentes gasosos coletados foram submetidos à análise cromatográfica gasosa. Os ingredientes principais do produto do gás de pirólise são mostrados na Tabela 7-3. A massa do resíduo sólido após o final da reação era 30% daquela antes da pirólise. Além disso, o metal e o substrato tinham uma estrutura frouxa entre eles e, por simples trituração, as partes metálicas e não metálicas podem ser separadas e recuperadas. Exemplo 31

[0135] Exceto para os parâmetros a seguir, outros parâmetros e etapas foram iguais aos do Exemplo 28.

[0136] 2 g de resíduo de placa de circuito e 60 g do material compósito poroso, que gerou arcos elétricos em micro-ondas obtidos no Exemplo 11, foram uniformemente misturados e então colocados em um tanque de reação de quartzo, subsequentemente, a totalidade foi colocada em um reator de pirólise por micro-onda e, após proteção com nitrogênio, foi tratado com o reator de pirólise por micro- onda na potência de 900 W por 5 minutos. O material compósito poroso gerou arcos elétricos nas micro-ondas, gerando, rapidamente assim, uma alta temperatura e transferindo-a para os materiais para pirolisar rapidamente os materiais. Os componentes gasosos coletados foram submetidos à análise cromatográfica gasosa. Os ingredientes principais do produto do gás de pirólise são mostrados na Tabela 7-4. A massa do resíduo sólido após o final da reação era 30% daquela antes da pirólise. Além disso, o metal e o substrato tinham uma estrutura frouxa entre os mesmos e, por simples trituração, as partes metálicas e não metálicas podem ser separadas e recuperadas. Exemplo 32

[0137] Exceto para os parâmetros a seguir, outros parâmetros e etapas foram iguais aos do Exemplo 28.

[0138] 20 g de resíduo de placa de circuito e 5 g do material compósito poroso, que gerou arcos elétricos em micro-ondas obtidos no Exemplo 8, foram uniformemente misturados e então colocados em um tanque de reação de quartzo, subsequentemente, a totalidade foi colocada em um reator de pirólise por micro-onda e, após proteção com nitrogênio, foi tratado com o reator de pirólise por micro- onda na potência de 1000 W por 30 minutos. O material compósito poroso gerou arcos elétricos nas micro-ondas, gerando, rapidamente assim, uma alta temperatura e transferindo-a para os materiais para pirolisar rapidamente os materiais. Os componentes gasosos coletados foram submetidos à análise cromatográfica gasosa. Os ingredientes principais do produto do gás de pirólise são mostrados na Tabela 7-5. A massa do resíduo sólido após o final da reação era 31% daquela antes da pirólise. Além disso, o metal e o substrato tinham uma estrutura frouxa entre os mesmos e, por simples trituração, as partes metálicas e não metálicas podem ser separadas e recuperadas.

Tabela 7-1 Composição do produto gasoso Proporção em Volume (% vol.) Hidrogênio 20,36 Monóxido de carbono 53,25 Dióxido de carbono 12,72 Metano 3,81 Etano 0,39 Etileno 5,02 Propano 0,14 Propileno 0,90 Acetileno 1,35 1-Buteno 0,42 1,3-Butadieno 0,05 Benzeno 0,09 Outros 1,50 Tabela 7-2 Composição do produto gasoso Proporção em Volume (% vol.) Hidrogênio 18,00 Monóxido de carbono 42,80 Dióxido de carbono 6,90 Metano 14,90 Etano 2,00 Etileno 6,00 Propano 1,00 Propileno 4,70 Acetileno 1,10 1-Buteno 0,20 1,3-Butadieno 0,60 Benzeno 0,10 Outros 1,70

Tabela 7-3 Composição do produto gasoso Proporção em Volume (% vol.) Hidrogênio 15,00 Monóxido de carbono 49,60 Dióxido de carbono 9,10 Metano 13,50 Etano 2,30 Etileno 4,20 Propano 0,80 Propileno 2,20 Acetileno 0,90 1-Buteno 0,10 1,3-Butadieno 0,60 Benzeno 0,10 Outros 1,60 Tabela 7-4 Composição do produto gasoso Proporção em Volume (% vol.) Hidrogênio 19,47 Monóxido de carbono 48,80 Dióxido de carbono 7,25 Metano 8,80 Etano 1,0 Etileno 8,80 Propano 0,10 Propileno 3,20 Acetileno 0,80 1-Buteno 0,30 1,3-Butadieno 0,07 Benzeno 0,08 Outros 1,33 Tabela 7-5 Composição do produto gasoso Proporção em Volume (% vol.) Hidrogênio 16,20 Monóxido de carbono 47,32 Dióxido de carbono 8,68 Metano 10,1 Etano 1,80 Etileno 6,60 Propano 2,32 Propileno 4,10 Acetileno 0,80 1-Buteno 0,08 1,3-Butadieno 0,10 Benzeno 0,20 Outros 1,70

[0139] Também pode ser visto a partir dos dados nas tabelas que o produto pirolisado compreendia uma proporção relativamente alta de hidrogênio, que assim poderia ser coletado e usado como combustível.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Material compósito poroso, capaz de gerar arcos elétricos em uma área de micro-onda, caracterizado pelo fato de compreender uma estrutura porosa inorgânica e um material de carbono sustentado na estrutura porosa inorgânica, sendo que o diâmetro de poro médio da estrutura porosa inorgânica é 0,2-1000 μm.

2. Material compósito poroso, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o diâmetro de poro médio da estrutura porosa inorgânica ser 0,2-500 μm, preferivelmente, 0,5-500 μm, e mais preferivelmente, 0,5-250 μm; e/ou a porosidade da estrutura porosa inorgânica ser 1%-99,99%, preferivelmente, 10%-99,9%, e mais preferivelmente, 30%-99%.

3. Material compósito poroso, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a proporção do material de carbono ser 0,001%-99%, preferivelmente, 0,01%-90%, e mais preferivelmente, 0,1%-80% com base na massa total do material compósito poroso.

4. Material compósito poroso, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 3, caracterizado pelo fato de os arcos elétricos gerados pelo material compósito poroso em uma área de micro-onda fazerem a temperatura do material compósito poroso atingir acima de 1000 °C.

5. Material compósito poroso, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 4, caracterizado pelo fato do material de carbono ser selecionado do grupo consistindo de grafeno, nanotubos de carbono, nanofibras de carbono, grafite, negro de carbono, fibras de carbono, pontos de carbono, nanofios de carbono, produtos obtidos por carbonização de uma matéria orgânica carbonizável ou uma mistura compreendendo uma matéria orgânica carbonizável e combinações dos mesmos e, preferivelmente, selecionados do grupo consistindo de grafeno, nanotubos de carbono, produtos obtidos por carbonização de uma matéria orgânica carbonizável ou uma mistura compreendendo uma matéria orgânica carbonizável e combinações dos mesmos; preferivelmente, a matéria orgânica carbonizável é um composto de polímero orgânico, compreendendo compostos de polímero orgânico sintético, preferivelmente, borrachas ou plásticos, incluindo plásticos termoendurecíveis e termoplásticos, mais preferivelmente, selecionados do grupo consistindo de resina epóxi, resina fenólica, resina de furano, poliestireno, copolímero de divinilbenzeno-estireno, poliacrilonitrila, polianilina, polipirrol, politiofeno, borracha de estireno butadieno, borracha de poliuretano e combinações dos mesmos; e compostos poliméricos orgânicos naturais, preferivelmente, pelo menos um selecionado do grupo consistindo de amido, fibra de viscose, lignina e celulose; preferivelmente, a mistura compreendendo uma matéria orgânica carbonizável é a mistura de uma matéria orgânica carbonizável com outra matéria orgânica livre de metal e/ou matéria inorgânica livre de metal, mais preferivelmente, selecionada do grupo consistindo de carvão, piche natural, piche de petróleo ou piche de alcatrão mineral e combinações dos mesmos.

6. Material compósito poroso, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado pelo fato de a estrutura porosa inorgânica ser um material inorgânico tendo uma estrutura porosa, que é selecionada a partir do grupo consistindo de carbono, silicato, aluminato, borato, fosfato,

germanato, titanato, óxido, nitreto, carboneto, boreto, sulfeto, siliceto e haleto e combinações dos mesmos; preferivelmente, selecionado do grupo consistindo de carbono, silicato, titanato, óxido, carboneto, nitreto, boreto e combinações dos mesmos, sendo que o óxido é, preferivelmente, selecionado do grupo consistindo de óxido de alumínio, óxido de silício, óxido de zircônio, óxido de magnésio, óxido de cério e óxido de titânio e combinações dos mesmos, o nitreto é, preferivelmente, selecionado a partir do grupo consistindo de nitreto de silício, nitreto de boro, nitreto de zircônio, nitreto de háfnio e nitreto de tântalo e combinações dos mesmos, o carboneto é, preferivelmente, selecionado a partir do grupo consistindo de carboneto de silício, carboneto de zircônio, carboneto de háfnio e carboneto de tântalo e combinações dos mesmos, e o boreto é preferivelmente, selecionado do grupo consistindo de boreto de zircônio, boreto de háfnio e boreto de tântalo e combinações dos mesmos, preferivelmente, a estrutura porosa inorgânica é pelo menos uma das seguintes: uma estrutura de carbono obtida após a carbonização de uma esponja de polímero, uma estrutura porosa constituída por fibras inorgânicas, uma estrutura de esponja inorgânica, uma estrutura constituída por empacotamento de partículas inorgânicas, uma estrutura porosa cerâmica obtida após o cozimento de um precursor da estrutura porosa cerâmica, uma estrutura de fibra cerâmica obtida após cozimento um precursor da estrutura de fibra cerâmica, preferivelmente, uma estrutura após a carbonização da esponja de melamina, uma estrutura após a carbonização da esponja de resina fenólica, uma estrutura porosa de fibra de silicato de alumínio, uma estrutura porosa de fibra de mulita, uma estrutura porosa de fibra de alumina, uma estrutura porosa de fibra de zircônia, uma estrutura porosa de fibra de óxido de magnésio, uma estrutura porosa de fibra de nitreto de boro, uma estrutura porosa de fibra de carboneto de boro, uma estrutura porosa de fibra de carboneto de silício, uma estrutura porosa de fibra de titanato de potássio, e um estrutura de fibra cerâmica obtida após o cozimento de um precursor da estrutura de fibra cerâmica.

7. Método para preparar o material compósito poroso, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, caracterizado pelo fato de o método compreender as seguintes etapas: (1) imergir a estrutura porosa inorgânica ou precursor da estrutura porosa inorgânica em uma solução ou dispersão do material de carbono e/ou precursor de material de carbono, de modo que os poros da estrutura porosa inorgânica ou precursor da estrutura porosa inorgânica sejam enchidos com a solução ou dispersão; (2) aquecer e secar o material poroso obtido na etapa (1), de modo que o material de carbono ou o precursor de material de carbono seja precipitado ou solidificado e sustentado na estrutura porosa inorgânica ou no precursor da estrutura porosa inorgânica; (3) realizar ainda a seguinte etapa se pelo menos um dentre o precursor de material de carbono ou o precursor da estrutura porosa inorgânica for usado como um material de partida: - aquecer o material poroso obtido na etapa (2) sob uma atmosfera de gás inerte para converter o precursor da estrutura porosa inorgânica em uma estrutura porosa inorgânica e/ou reduzir ou carbonizar o precursor de material de carbono.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de a solução ou dispersão do material de carbono ou seu precursor na etapa (1) compreender um solvente selecionado do grupo consistindo de benzeno, tolueno, xileno, triclorobenzeno, clorofórmio, ciclohexano, caproato de etila, acetato de butila, dissulfeto de carbono, cetona, acetona, ciclohexanona, tetra-hidrofurano, dimetilformamida, água e álcool e combinações dos mesmos, sendo que o álcool é, preferivelmente, selecionado do grupo consistindo de propanol, n-butanol, isobutanol, etilenoglicol, propilenoglicol, 1,4-butanodiol, isopropanol, etanol e combinações dos mesmos, um solvente compreendendo água e/ou etanol é mais preferido, água e/ou etanol são ainda mais preferidos, e/ou a concentração da solução ou dispersão na etapa (1) é 0,001-1 g/ml , preferivelmente, 0,002-0,8 g/ml e, mais preferivelmente, 0,003 g-0,5 g/ml , e/ou na etapa (1), o material de carbono e/ou precursor de material de carbono compreende 0,001%-99,999%, preferivelmente, 0,01%-99,99% e, mais preferivelmente, 0,1%-99,9% da massa total do material de estrutura porosa inorgânica ou do material inorgânico precursor de material de estrutura porosa e do material de carbono e/ou do precursor de material de carbono.

9. Método, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, caracterizado pelo fato de o aquecimento e a secagem na etapa (2) serem realizados a uma temperatura de 50-250 °C, preferivelmente, 60-200 °C e, mais preferivelmente, 80-180 °C, o aquecimento por micro-ondas sendo preferido, sendo que a potência da micro-onda é, preferivelmente, 1 W-100 kW e, mais preferivelmente, 500 W-10 kW, e o tempo de aquecimento por micro-onda é preferivelmente, 2-200 minutos e, mais preferivelmente, 20-200 minutos.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 7 a 9, caracterizado pelo fato de o precursor da estrutura porosa inorgânica ser selecionado do grupo consistindo de precursores cerâmicos, materiais porosos de uma matéria orgânica carbonizável ou materiais porosos de uma mistura compreendendo uma matéria orgânica carbonizável, e combinações dos mesmos; e/ou o precursor de material de carbono ser óxido de grafeno, nanotubos de carbono modificados, nanofibras de carbono modificadas, grafite modificado, negro de carbono modificado, fibras de carbono modificadas, matérias orgânicas carbonizáveis ou uma mistura compreendendo uma matéria orgânica carbonizável e combinações dos mesmos; e/ou - o aquecimento da etapa (3) ser realizado a uma temperatura de 400-1800 °C, preferivelmente, 600-1500 °C e, mais preferivelmente, 800-1200 °C, o aquecimento de micro-ondas é preferido, sendo que a potência de micro-ondas é preferivelmente, 100 W-100 kW e, mais preferivelmente, 700 W- 20 kW, e o tempo de aquecimento por micro-onda é preferivelmente, 0,5-200 minutos e, mais preferivelmente, 1- 100 minutos.

11. Uso do material compósito poroso, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, ou do material compósito poroso preparado pelo método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 7 a 10, caracterizado pelo fato de ser para o aquecimento em alta temperatura por micro- ondas, pirólise e reciclagem de substâncias compreendendo compostos orgânicos (por exemplo, matérias orgânicas,

misturas compreendendo matérias orgânicas e materiais compósitos compreendendo matérias orgânicas) ou campo de catálise de alta temperatura, por exemplo, para pirólise de biomassa, tratamento de óleo vegetal, pirólise de material polimérico residual, pirólise petroquímica, reciclagem de material compósito de fibra de carbono, tratamento de lixo, tratamento de gases residuais VOC ou tratamento de esgoto COD.

12. Método para pirólise ou reciclagem de uma substância compreendendo um composto orgânico, caracterizado pelo fato de a substância compreendendo um composto orgânico ser colocada em contato com o material compósito poroso, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 1 a 6, ou o material compósito poroso preparado pelo método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações de 7 a 10, sob uma atmosfera inerte ou sob vácuo, uma área de micro-onda é aplicado à substância acima compreendendo um composto orgânico e o material compósito poroso, e o material compósito poroso gera arcos elétricos no campo da micro-onda, atingindo assim rapidamente uma alta temperatura para pirolisar o composto orgânico compreendido na substância; sendo que a substância compreendendo um composto orgânico é, por exemplo, uma matéria orgânica, uma mistura compreendendo uma matéria orgânica, e um material compósito compreendendo uma matéria orgânica, por exemplo, selecionado do grupo consistindo de: - resíduos de plásticos, por exemplo, pelo menos um dos seguintes: poliolefina, poliéster, tal como pelo menos um de tereftalato de polietileno, tereftalato de polibutileno e poliarilato, poliamida, terpolímero de acrilonitrila- butadieno-estireno, policarbonato, ácido poliláctico, poliuretano, polimetilmetacrilato, polioximetileno, éter de polifenileno e sulfeto de polifenileno, preferivelmente, pelo menos um de polietileno, polipropileno, cloreto de polivinil, tereftalato de polietileno, poliestireno, poliamida, terpolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno, policarbonato, ácido polilático, polimetilmetacrilato preferivelmente, pelo menos um polimetilmetacrilato, polipropileno, cloreto de polivinilo, tereftalato de polietileno, poliestireno, policarbonato e poliamida; - resíduos de borrachas, por exemplo, pelo menos uma de borracha natural, borracha de butadieno, borracha de estireno butadieno, borracha de nitrila, borracha de isopreno, borracha de etileno propileno, borracha de butila, neoprene, copolímero em bloco à base de estireno e borracha de silicone, preferivelmente, pelo menos um de borracha natural, borracha de butadieno, borracha de estireno butadieno, borracha de isopreno e borracha de etileno propileno; - biomassa, preferivelmente, pelo menos uma de palha, bagaço, galhos de árvores, folhas, aparas de madeira, casca de arroz, caule de arroz, palha de arroz, casca de amendoim, casca de coco, casca de semente de palma, casca de noz, casca de noz macadâmia, casca de pistache, palha de trigo, pé de milho e espiga de milho; - óleos vegetais, preferivelmente, pelo menos um de óleo de palma, óleo de colza, óleo de girassol, óleo de soja, óleo de amendoim, óleo de linhaça e óleo de mamona, preferivelmente, pelo menos um de óleo de palma, óleo de colza, óleo de girassol e óleo de soja;

- materiais compósitos de fibra de carbono, compreendendo uma matriz polimérica selecionada do grupo consistindo de polietileno, polipropileno, náilon, resina fenólica e resina epóxi; e - placas de circuito.

13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a proporção em peso da substância compreendendo um composto orgânico para o material compósito poroso ser de 1:99-99:1; preferivelmente, 1:50-50:1; e mais preferivelmente, 1:30-30:1; e/ou a potência de micro-ondas da área de micro-onda ser 1 W-100 kW, mais preferivelmente, 100 W-50 kW, mais preferivelmente, 700 W-20 kW; e/ou o tempo de irradiação de micro-ondas ser de 0,1-200 minutos; mais preferivelmente, 0,5-150 minutos, mais preferivelmente, 1-100 minutos.

14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a substância compreendendo um composto orgânico ser material compósito de fibra de carbono e, após a matriz polimérica no material compósito de fibra de carbono ser pirolisada, a fibra de carbono restante ser reciclada.

15. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de a substância compreendendo um composto orgânico ser uma placa de circuito, e o resíduo sólido obtido pela pirólise da placa de circuito ser tratado para separar os componentes metálicos e não metálicos nela para reciclagem, respectivamente; e/ou o produto de gás obtido pela pirólise da placa de circuito ser coletado.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de o hidrogênio no produto pirolisado ser coletado.