BRPI0614683A2 - processo para o uso de carbonilas metálicas na produção de partìculas metálicas em escala nanométrica - Google Patents

Abstract

PROCESSO PARA O USO DE CARBONILAS METáLICAS NA PRODUçAO DE PARTìCULAS METALICAS EM ESCALA NANOMETRICA. Um processo para produção de nanopartículas metálicas inclui a alimentação de pelo menos uma carbonila metálica ao vaso do reator (20); exposição da carbonila metálica a uma fonte de energia suficiente para decompor a carbonila metálica e produzir nanopartículas metálicas; e deposição ou coleta das nanopartículas metálicas.

Description

"PROCESSO PARA O USO DE CARBONILAS METÁLICAS NAPRODUÇÃO DE PARTÍCULAS METÁLICAS EM ESCALA NANOMÉTRICA"

Campo Técnico

A presente invenção refere-se a um processo para aprodução de partículas em escala nanométrica, especialmentepartículas de escala nanométrica não nobres, mediante empre-go de carbonilas metálicas. Por "metal não nobre" quer-sedizer um metal diferente do grupo de metais nobres (geral-mente considerados serem ouro, prata, platina, paládio, irí-dio, rênio, mercúrio, rutênio e ósmio). As partículas de es-cala nanométrica resultantes são úteis para catálise e ou-tros fins. Pela prática da presente invenção, as partículasde escala nanométrica podem ser produzidas a partir de car-bonilas metálicas sendo coletadas com maior velocidade, pre-cisão e flexibilidade do que se fosse realizado por meio doprocessamento convencional. Assim, a invenção propicia ummeio prático e de custo efetivo para preparar tais partícu-las de escala nanométrica.

Antecedentes da Técnica

Catalisadores estão se tornando onipresentes noprocessamento da química moderna. Catalisadores são usadosna produção de materiais tais como combustíveis, lubrifican-tes, refrigerantes, polímeros, fármacos, etc, bem como de-sempenham um papel em processos de mediação da água e polui-ção do ar. De fato, os catalisadores foram considerados do-tados de um papel completo em 1/3 do material de produtobruto nacional dos Estados Unidos, como descrito por AléxisΤ. Bell em "The Impact of Nanoscience on Heterogeneous Ca-talysis"(Science, Vol. 299, pág. 1688, 14 de março de 2003).

De modo geral, os catalisadores podem ser descri-tos como pequenas partículas, depositadas em sólidos degrande área superficial. Tradicionalmente, as partículas decatalisador podem variar desde o sub-mícron até dezenas demicra. Um exemplo descrito por Bell é a conversão catalíticade automóveis, que consiste de uma "estrutura alveolar" cu-jas paredes são revestidas com uma camada fina de óxido dealumínio poroso (alumina). Na produção dos componentes in-ternos de conversores catalíticos, um revestimento de lava-gem do óxido de alumínio é impregnado com nanopartículas deum material catalisador metálico do grupo da platina. De fa-to, a maioria dos catalisadores industriais usados home emdia, incluem metais do grupo da platina, especialmente pla-tina, ródio e irídio ou metais alcalinos como césio, às ve-zes em combinação com outros metais tais como ferro ou ní-quel.

O tamanho dessas partículas foi reconhecido comoextremamente significativo em sua função catalítica. Real-mente, também foi observado por Bell, que o desempenho de umcatalisador pode ser em grande parte afetado pelo tamanho dapartícula das partículas de catalisador, visto que, proprie-dades tais como estrutura superficial e as propriedades ele-trônicas das partículas poderem variar, à medida que o tama-nho das partículas de catalisador se altera.

Nesta análise de nanotecnologia de catalisadoresapresentada em Frontiers in Nanotechnology Conference em 13de maio de 2003, Eric M. Stuve do Departamento de EngenhariaQuímica da Universidade de Washington, descreveu como acrença geral é que a vantagem do uso de nanopartículas nacatálise é devida ao fato de que a área superficial disponí-vel das partículas menores é maior do que aquela das partí-culas maiores, propiciando assim, mais átomos metálicos nasuperfície a fim de otimizar a catálise com o uso desses ma-teriais catalisadores em escala nanométrica. Contudo, Stuveobserva que as vantagens do uso de partículas de catalisadorem escala nanométrica podem ser maiores do que simplesmentedevido ao efeito do tamanho. Ao invés, o uso de nanopartícu-Ias pode apresentar uma estrutura eletrônica modificada e umdiferente formato, com facetas reais estando presentes nasnanopartículas, as quais propiciam interações, que podem fa-cilitar a catálise. Realmente, Cynthia Friend, em "CatalysisOn Surfaces" (Scientific American, abril, 1983, pág. 74) co-loca o formato do catalisador, e mais especificamente, a o-rientação dos átomos na superfície das partícula de catali-sador, como importante na catálise. Alem disso, resistênciasde transporte de massa divergentes também podem melhorar afunção do catalisador. Assim, é considerada uma produção denanopartículas metálicas para uso como catalisadores num ní-vel mais flexível e comercialmente eficaz. Além disso, con-sidera-se outras aplicações para as nanopartículas, seja pa-ra metais do grupo da platina tradicionalmente usados nacatálise ou outras partículas metálicas.

Convencionalmente, contudo, os catalisadores sãopreparados de dois modos: Um tal processo envolve os materi-ais catalisadores depositados na superfície de partículasveículo tais como negros de fumo ou outros materiais seme-lhantes, com as partículas carregadas de catalisador, elaspróprias, sendo carregadas na superfície à qual se deseja acatálise. Um exemplo disto situa-se na ara de célula combus-tível, onde o negro de fumo ou outras partículas semelhantescarregadas com catalisadores metálicos do grupo da platinasão então, eles próprios carregados na interface membra-na/eletrodo para catalisar a quebra do hidrogênio molecularem hidrocarboneto monoatômico, para sua separação em seuscomponentes prótons e elétrons, com os elétrons resultantespassados através de um circuito como a corrente gerada pelacélula de combustível; na superfície oposta, o oxigênio mo-lecular é separado em oxigênio monoatômico para uma combina-ção eventual com o próton e elétron formando água. Uma des-vantagem principal para a preparação de materiais catalisa-dores por meio do carregando numa partícula veículo situa-sena proporção de tempo empregadas pelas reações de carrega-mento, o que, em alguns casos pode levar horas.

Por exemplo, na Patente U.S. 6.716.525, Yadav ePfaffenbach descrevem a dispersão de pós em escala nanomé-trica em pós veículo mais grosseiros de modo a proporcionarmateriais de catalisador. As partículas veículo de Yadav ePfaffenbach incluem óxidos, carburetos, nitretos, boretos,calcogenetos, metais e ligas. As nanopartículas dispersasnos veículos podem ser quaisquer de muitos materiais dife-rentes de acordo com Yadav e Pfaffenbach, incluindo metaispreciosos, tais como metais do grupo da platina, metais deterras raras, os denominados semi-metais bem como os materi-ais não metálicos, e até mesmo grupos como fulerenos, ligase nanotubos.

Alternativamente, os métodos secundários comunspara preparar materiais de catalisador envolve a carga dire-ta de metais catalisadores tais como metais do grupo da pla-tina num suporte, sem uso de partículas veículo que podeminterferir com a reação catalítica. Por exemplo, muitos con-versores catalíticos automotivos, conforme descrito supra,têm partículas de catalisador diretamente carregadas na "es-trutura alveolar" de óxido de alumínio, formando a estruturaconversora. Contudo, os processos necessários para a deposi-ção direta de metais catalíticos nas estruturas de suporte,são em geral operados em temperatura e/ou pressão extremas.Por exemplo, um processo como esse é a crepitação química atemperaturas maiores que 1.5000C e sob condições de alto vá-cuo. Assim, esses processos são difíceis e caros de operar,envolvendo também reações de linha de mira, evitando-se autilização total da estrutura de suporte.

Numa tentativa de proporcionar partículas de cata-lisador em escala nanométrica, Bert e Bianchini, na Publica-ção do Pedido de Patente Internacional n° WO 2004/036674,sugere um processo utilizando uma resina de molde para pro-duzir nanopartículas para aplicações de célula de combustí-vel. Mesmo, se tecnicamente exeqüível, no entanto, os méto-dos de Bert e Bianchini requerem altas temperaturas (da or-dem de 300°C a 800°C) e também muitas horas. Portanto, essesprocesso têm um valor limitado.Considerando uma abordagem diferente, Sumit Bhadu-ri, em "Catalysis With Platinun Carbonyl Clusters", CurrentScience, Vol. 78, n° 11, 10 de junho de 2000, sustenta quegrupos carbonila de platina pelos quais propõem-se complexoscarbonila metálicos polinucleares com três ou mais átomos demetal, tem potencial como catalisadores redox, embora a pu-blicação de Bhaduri reconheça que o comportamento de taisgrupos carbonila como catalisadores redox não seja compreen-dido num modo compreensivo. De fato, carbonilas metálicasforam reconhecidas para emprego em catálises de aplicaçõesdiferentes.

Carbonilas metálicas também foram usadas, como,por exemplo, compostos anti-detonadores em gasolinas desti-tuídas de chumbo. Contudo, usos mais significativos de car-bonilas metálicas estão na produção e/ou deposição de metaispresentes na carbonila, visto as carbonilas metálicas seremvistas geralmente como de fácil decomposição e volatilizaçãoresultando na deposição de metal e monóxido de carbono.

De modo geral, as carbonilas são metais de transi-ção combinada com monóxido de carbono tendo a fórmula geralMx(CO)y onde M é um metal no estado de oxidação zero, e on-de χ e y são ambos números inteiros. Embora muitos conside-rem as carbonilas metálicas como compostos de coordenação, anatureza do metal para a ligação carbonila leva alguns aclassificá-las como compostos organo-metálicos. Em qualquercaso, as carbonilas metálicas foram empregadas para prepararmetais de alta pureza, embora não fosse para a produção denanoparticulas metálica. Como observado, as carbonilas metá-licas também foram vistas de utilidade por suas propriedadescataliticas, tais como para a síntese de químicos orgânicosem formulações anti-detonadores para gasolina.

Entretanto, como observado, os materiais de cata-lisador sejam tradicionalmente formados de metais nobres,tais como metais do grupo da platina, a formação de nanopar-tículas com as resultantes vantagens de área superficial eefeito de superfície, podem permitir o uso de metais não no-bres, tais como níquel, ferro, etc, como materiais de cata-lisador. As economias resultantes podem ser significativas,podendo permitir o uso mais disseminado de reações cataliti-cas em processamento industrial.

Portanto, o que se faz necessário é um processo,especialmente um processo contínuo, para a produção de nano-partículas, especialmente nanopartículas de metal não no-bres, para emprego, como por exemplo, materiais de catalisa-dor. O processo desejado pode ser usado para preparação denanopartículas carregadas numa partícula veículo ,porém,significativamente, também podem ser empregadas para o depó-sito de nanopartículas cataliticas diretamente numa superfí-cie sem os requisitos de temperatura e/ou pressões extremas.

Apresentação da Invenção

É apresentado um processo para produção de nano-partículas empregando materiais de partida de carbonila me-tálica. Por nanopartículas quer-se dizer com um diâmetro mé-dio não maior que cerca de 1.000 nanômetros (nm) por exem-plo, neo maior que cerca de 1 mícron. Preferivelmente, aspartículas produzida pelo sistema da invenção têm um diâme-tro médio não maior que ed 250 nm, mais preferivelmente nãomaior que cerca de 20 nm.

As partículas produzidas pela invenção podem sergrosseiramente esféricas ou isotrópicas, significando queelas possuem uma relação de aspecto de cerca de 1:4 ou me-nos, embora as partículas com uma relação de aspecto maiortambém possam ser preparadas e empregadas como materiais decatalisador. Relação de aspecto refere-se à relação da maiordimensão da partícula para a menor dimensão da partícula,(assim, uma esfera perfeita tem uma relação de aspecto de1.0). O diâmetro de uma partícula para finalidade desta in-venção é tido como a média de todos os diâmetros da partícu-las, mesmo nos casos em que a relação de aspecto da partícu-la é maior do que 1.4).

Na prática da presente invenção, uma carbonila me-tálica tal como uma carbonila de metal não nobre é alimenta-da a um vaso do reator o qual pode compreender um conduto eenergia suficiente para decompor a carbonila aplicada, talque a carbonila decompõem-se e as nanopartícuias são deposi-tadas num suporte ou coletadas num coletor. A carbonila em-pregada na invenção depende das nanopartículas metálicas quese deseja produzir. Em outras palavras, caso as nanopartícu-las desejadas compreendam níquel e ferro, as carbonilas me-tálicas empregadas podem ser carbonila de níquel, (Ni(CO)4 ecarbonila de ferro, (Fe(CO)5, similarmente, caso se desejenanopartículas metálicas de metal nobre, então as carbonilasmetálicas nobres são empregadas como o material de partida.Além disso, carbonila metálicas polinucleares tais como na-nocarbonila de di-ferro , Fe2CO)9, dodecocarbonila de tri-ferro, Fe3(CO)I2, decacarbonila-dimanganês, Mn2(CO)Io, de fatomuitas carbonilas de metal nobre podem ser propostas comocarbonilas polinucleares, tais como dodecacarbonil-tri-rutênio, Ru3 (CO)i2, e tri-u-carbonilnonacarbonil-tetrairídio,Ir4(CO)i2. Ainda, carbonilas heteronucleares, tais comoRu2Os(CO)i2, Fe2Ru (CO) 12 e Zn [Mn (CO)5J2 são conhecidas e podemser empregadas na produção ode nanoparticulas metálicas deacordo com a presente invenção. Realmente, s carbonilas me-tálicas polinucleares podem ser de utilidade particular, on-de as nanoparticulas metálicas desejadas são ligas ou combi-nações de mais de uma espécie metálica.

As carbonilas metálicas úteis na produção de nano-particulas metálicas de acordo com a presente invenção podemser preparadas por uma série de métodos, muitos dos quaisestão descritos em "Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Te-chnology, Vol. 5, pág. 131-135 (Wiley Interscience 1992).

Por exemplo, níquel e ferro metálico podem ser prontamentereagidos com monóxido de carbono para formar carbonilas deníquel e ferro, e relatou-se que o cobalto, molibdênio, etungstênio, também podem reagir com monóxido de carbono, em-bora sob condições de temperatura e pressão maiores. Outrosmétodos na formação de carbonilas metálicas incluem a sínte-se das carbonilas de sais e óxidos na presença de um agenteredutor adequado (de fato, as vezes, o próprio monóxido decarbono pode agir como o agente redutor) , e a síntese dascarbonilas metálica sem sistemas solvente ais como amônia.

Além disso, a condensação de carbonilas metálicas de menorpeso molecular, também podem ser usadas na preparação de es-pécies de maior peso molecular, e a carbonilação pela trocade monóxido de carbono pode ser empregada também.

A síntese de carbonilas metálicas polinucleares eheteronucleares, incluindo aquelas descritas supra, é de mo-do geral realizada por metátese ou adição. Geralmente, essesmateriais podem ser sintetizados por uma reação de condensa-ção envolvendo, ou uma reação induzida por espécies insatu-radas coordenadamente ou uma reação entre espécies insatura-das coordenadamente em diferentes estados de oxidação. Embo-ra altas pressões sejam consideras, normalmente, necessáriasna produção de carbonilas polinucleares e heteronucleares(de fato, para quaisquer carbonilas metálicas diferentes da-quelas dos metais de transição) , a síntese de carbonilas po-linucleares, incluindo carbonilas de manganês, sob condiçõesde pressão atmosférica também é considerada exeqüível.

Deve-se ter em mente, que, no trabalho com carbo-nilas metálicas , deve ser empregado cuidado no manuseio to-do o tempo, visto a exposição às carbonilas metálicas seruma ameaça séria à saúde. De fato, a carbonila de níquel éconsiderada um dos compostos industriais inorgânicos maisvenenosos. Embora outras carbonilas metálicas são sejam tãotóxicas como a carbonila de níquel, deve-se sempre tomarcuidado com seu manuseio.

0 processamento das carbonilas metálicas para for-mar nanopartículas metálicas utiliza um aparelho compreen-dendo um vaso do reator pelo menos um alimentador para ali-mentação ou suprimento da carbonilas metálicas ao vaso doreator, um suporte ou coletor que é operativamente ligado aovaso do reator para depósito ou coleta das nanoparticulasmetálicas produzidas na decomposição da carbonila, e umafonte de energia capaz de decompor a carbonila. A fonte deenergia deve agir nas carbonilas metálicas empregadas talque as carbonilas decomponham-se propiciando nanoparticulasmetálicas que são depositadas no suporte ou coletadas pelocoletor.

O vaso do reator pode ser formado de qualquer ma-terial que possa suportar as condições sob as quais ocorra adecomposição da carbonila. em geral, onde o vaso do reatorseja um sistema fechado, ou seja, onde não seja um vaso determinação aberta, permitindo aos reagentes fluírem, paradentro e para fora do vaso, o vaso pode estar sob pressãosub-atmosférica, pretendendo pressões tão baixa quanto cercade 250 mm. Assim, o uso de pressões sub-atmosf éricas tãobaixa quanto cerca de 1 mm de pressão, pode acelerar a de-composição da carbonila e propiciar nanoparticulas menores.Contudo, uma vantagem do processo da invenção é a capacidadeem produzir nanoparticulas a pressão, em geral, atmosférica,ou seja, cerca de 760 mm. Alternativamente, pode haver van-tagem no ciclo da pressão, tal como de sub-atmosférica atéatmosférica ou acima desta, para encorajar nano-depósitosdentro da estrutura das partículas ou suportes veículo. Na-turalmente, que mesmo num "sistema fechado", deverá haveruma válvula ou sistema similar para aliviar o acúmulo depressão ocasionado, por exemplo, pela geração de monóxido decarbono (CO) da decomposição da carbonila metálica ou de ou-tros subprodutos. Conseqüentemente, o emprego da expressão"sistema fechado" pretende distinguir o sistema de um tipode fluxo livre do sistema conforme descrito abaixo.

Quando o vaso do reator é um vaso reator de "fluxolivre", ou seja, um conduto através do qual os reagentesfluem enquanto reagem, o fluxo de reagentes pode ser facili-tado por retirada de um vácuo parcial no conduto, embora nãoseja necessário, a menos que cerca de 250 mm de modo a ar-rastar os reagentes através do conduto no sentido do apare-Iho de vácuo, ou um fluxo de um gás inerte, tal como argônioou nitrogênio que possa ser bombeado através do conduto paraassim, carrear os reagentes ao longo do fluxo do gás inerte.

Naturalmente que, o vaso do reator de fluxo livrepode ser um reator de leito fluidizado onde os reagentes sãoconduzidos através do reator numa corrente de um fluido. Es-te tipo de vaso do reator pode ser especialmente útil ondeas nanopartículas metálicas produzidas são destinadas a se-rem introduzidas em materiais de suporte, como negros de fu-mo ou similar, ou onde as partículas metálicas devam sercarregadas num material de troca iônica ou resinoso pulveri-zado similar.

0 pelo menos um alimentador fornecendo a carbonilaao vaso do reator pode ser qualquer alimentador suficientepara esta finalidade, tal como um injetor que transporta acarbonila metálica juntamente com um jato de gás tal como umgás inerte, como argônio ou nitrogênio, para assim, trans-portar a carbonila ao longo do jato do gás através do bocalinjetor e para o vaso do reator. 0 gás empregado pode ser umreagente, como oxigênio ou ozônio, diferente de um gás iner-te. Este tipo de alimentador pode ser empregado independentedo vaso do reator ser um sistema fechado ou um reator defluxo livre.

Suportes úteis na prática da invenção pode serqualquer material no qual as nanoparticulas metálicas produ-zidas da decomposição da carbonila metálica podem ser depo-sitadas. Numa modalidade preferida, o suporte é o materialsobre o qual o metal catalisador é, por fim, destinado, talcomo a estrutura alveolar de oxido de alumínio de um conver-sor catalítico de modo a depositar as nanoparticulas sobreos componentes do conversor catalítico sem necessidade detemperatura e pressões extremas necessárias para crepitaçãoe técnicas similares. Alternativamente, é empregado um cole-tor adequado para coletar as nanoparticulas para nova utili-zação, tal como um coletor ciclônico ou centrífugo

0 suporte ou coletor pode ser disposto dentro dovaso do reator (de fato, isto é necessário num sistema fe-chado, sendo prático num reator de fluxo livre). Contudo,num vaso do reator de fluxo livre, o fluxo de reagentes podeser direcionado num suporte posicionado fora do vaso, em seuterminal, especialmente, quando o fluxo livre do vaso do re-ator é criado por um fluxo de um gás inerte. Alternativamen-te, num reator de fluxo livre, o fluxo de nanoparticulas me-tálicas produzido pela decomposição da carbonila pode serdirigido para um coletor centrífugo ou ciclônico, que coletaas nanoparticulas num recipiente adequado para uso posterior.A energia empregada para decompor a carbonila podeser qualquer forma de energia capaz de realizar esta função;o tipo ou intensidade de energia empregada podendo dependerdo tipo de carbonila sendo decomposta. Por exemplo, energiaeletromagnética tal como luz infravermelha, visivel, ou ul-travioleta, de comprimentos de onda apropriados pode ser em-pregada. Além disso, energia de microondas e/ou de ondas derádio ou outras formas de energia sônica também pode ser em-pregada (por exemplo, uma centelha para iniciar a decomposi-ção "explosiva" presumindo umidade e pressão adequadas),contando que as carbonilas metálicas sejam decompostas pelaenergia empregada. Assim, pode-se empregar a energia de mi-croondas, a uma freqüência de cerca de 2,4 gigahertz (GHz)ou energia indutiva, a uma freqüência que pode variar, demínima a cerca de 180 hertz (Hz) até a máxima de cerca de 18mega Hz. Um perito na técnica será capaz de determinar,prontamente a forma de energia útil para decomposição dascarbonilas metálicas que podem ser empregadas no processoinventivo.

Devido a temperatura de decomposição relativamentebaixa das carbonilas metálicas geralmente menores que cercade 150°C, e freqüentemente menos que cerca de 80°C, uma for-ma preferida de energia empregada para decomposição da car-bonila é a energia térmica fornecida por, por exemplo, lâm-padas fosforescentes, fontes de calor radiantes ou similar.Nesse caso, a temperatura necessária não é maior que cercade 250°C, para garantir a decomposição eficaz de uma grandepercentagem das carbonilas metálicas no vaso do reator. Defato, em geral, temperaturas não maiores que cerca de 200°Csão necessárias para decompor a carbonila para produzir, e-ficazmente, nanoparticulas metálicas a partir da mesma.

Dependendo da fonte de energia empregada, o vasodo reator deve ser projetado para não ocasionar depósito dasnanoparticulas metálicas no próprio vaso (em oposição ao su-porte ou coletor), como resultado da aplicação da fonte deenergia. Em outras palavras, caso a fonte de energia empre-gada seja calor, e o próprio vaso do reator torne-se aqueci-do a uma temperatura igual ou um pouco maior do que a tempe-ratura de decomposição da carbonila durante o processo deaplicação de calor à carbonila para realizar a decomposição,então a carbonila irá se decompor nas paredes do reator ,revestindo, desse modo, as paredes do vaso do reator com na-noparticulas metálicas ou até mesmo, depósitos metálicosgrosseiros ao invés de depositar ou coletar as nanoparticu-las metálicas com o suporte ou coletor (uma exceção a estaregra geral ocorre, caso as paredes do vaso estejam tãoquentes que a carbonila passível de decomposição decomponha-se dentro do vaso do reator e não nas paredes do vazo , comodescrito em mais detalhe abaixo).

Um modo de se evitar isto é direcionar a energiadiretamente ao suporte ou coletor Por exemplo, caso o calorseja a energia aplicada para decomposição da carbonila metá-lica, o suporte ou coletor pode ser equipado com uma fontedo próprio calor, tal como um aquecedor de resistência den-tro do suporte ou coletor ou em sua superfície, tal que osuporte ou coletor esteja na temperatura necessária para de-composição da carbonila e o próprio vaso do reator não este-ja. Assim, a decomposição ocorre no suporte ou coletor e aformação das nanopartículas ocorre principalmente no suporteou coletor. Quando a fonte de energia empregada é diferentede calor, a fonte de energia pode ser escolhida tal que aenergia pareie-se com o suporte ou coletor, tal como quandose emprega microondas ou energia de indução. Neste caso, ovaso do reator deve ser formado de um material relativamentetransparente à fonte de energia, especialmente quando compa-rado ao suporte ou coletor.

Similarmente, especialmente em situações onde osuporte ou coletor é disposto fora do vaso do reator quandose emprega um vaso reator de fluxo livre com um coletor su-porte em seu terminal (seja um coletor de substrato sólidopara deposição das nanopartículas metálicas sobre o mesmo ouum coletor ciclônico ou semelhante para coletar as nanopar-tículas metálicas para depósito num recipiente adequado), adecomposição da carbonila desintegrável ocorre quando a car-bonila metálica está escoando através do vaso do reator defluxo livre e o vaso reator deve ser transparente para a e-nergia empregada de modo a decompor a carbonila. Alternati-vamente, esteja ou não o suporte ou coletor dentro do vasodo reator, o vaso do reator pode ser mantido a uma tempera-tura abaixo da temperatura de decomposição da carbonila, on-de o calor é a energia empregada. Um modo pelo qual o vasodo reator pode ser mantido abaixo da temperatura de decompo-sição da carbonila metálica é através do uso de um meio derefrigeração, como serpentinas de refrigeração ou uma camisade refrigeração. Um meio refrigerante pode manter as paredesdo vaso do reator abaixo das temperaturas de decomposição dacarbonila, ainda assim, permitindo que o calor passe dentrodo vaso do reator para aquecer a carbonila metálica e ocasi-onar a decomposição da carbonila e a produção das nanopartí-culas metálicas no modo pretendido.

Numa modalidade alternativa, e especialmente apli-cável onde, tanto as paredes do vaso do reator como os gasesno vaso do reator estão igualmente susceptíveis à energiatérmica aplicada (tal como quando ambos são relativamentetransparentes), o aquecimento das paredes do vaso do reator,quando o vaso reator é um vaso de reator de fluxo livre, auma temperatura substancialmente maior do que a temperaturade decomposição da fração passível de decomposição pode per-mitir às paredes do vaso do reator elas mesmas, se comporta-rem como a fonte de calor. Em outras palavras, o calor irra-diando-se das paredes do reator irão aquecer os espaços in-ternos do vaso do reator a temperatura pelo menos tão altasquanto a temperatura de decomposição da fração passível dedecomposição. Portanto, a fração decompõe-se antes de coli-dir com as paredes do vaso, formando nanopartículas que sãoentão transportadas ao longo do fluxo doe gás dentro do vasodo reator, especialmente onde a velocidade do gás é aumenta-da por um vácuo. Este método de gerar calor de decomposiçãodentro do vaso do reator também é útil onde as nanopartícu-las formadas da decomposição da fração decomposta estão sen-do ligadas aos materiais veículo (como negro de fumo) tambémsendo transportado juntamente com o fluxo dentro do vaso doreator. De modo a aquecer as paredes do vaso do reator a umatemperatura suficiente para gerar temperaturas de decomposi-ção para a fração desintegrável dentro do vaso do reator, asparedes do vaso do reator são preferivelmente, aquecidas auma temperatura significativamente maior do que a temperatu-ra desejada para decomposição da(s) fração(ões) passíveis dedecomposição), sendo alimentadas ao vaso do reator, que podeser a temperatura de decomposição da fração desintegrávelcom a maior temperatura de decomposição daquela que estásendo alimentada ao vaso do reator, ou uma temperatura sele-cionada para adquirir uma velocidade de decomposição deseja-da para as frações presentes. Por exemplo, caso a fração de-sintegrável com a maior temperatura de decomposição daquelaque está sendo alimentada ao vaso do reator seja carbonilade níquel, com uma temperatura de decomposição de cerca de50°C, então as paredes do vaso do reator devem, preferivel-mente ser aquecidas a uma temperatura de forma que, a fraçãopudesse ser aquecida a sua temperatura de decomposição, vá-rios milímetros (pelo menos três) das paredes do vaso do re-ator. A temperatura específica é selecionada com base napressão interna, composição e tipo de fração, porém em ge-ral, não é maior do que cerca de 250"C e tipicamente é menordo que cerca de 200°C, para garantir que os espaços internosdo vaso do reator estejam aquecidos a pelo menos 50 °C.

Em qualquer caso, o vaso do reator bem como os a-limentadores, podem ser formados de qualquer material queatenda os requisitos de temperatura e pressão acima descri-tos. Tais materiais incluem um metal, grafita, plásticos dealta densidade ou semelhante. Mais preferivelmente o vaso doreator e componentes relacionados são formadas de um materi-al transparente, tal como quartzo ou outras formas de vidro,incluindo vidro de alta temperatura comercialmente disponí-vel como materiais Pyrex(R).

Assim, no processo da presente invenção, pelo me-nos uma carbonila metálica especialmente uma carbonila demetal não nobre, é introduzida a um vaso do reator, onde fi-ca exposta a uma fonte de energia suficiente para decompor acarbonila e produzir nanoparticulas metálicas. A carbonilametálica é introduzida a um reator de sistema fechado sobvácuo ou na presença de um gás inerte, similarmente, a car-bonila é introduzida a um reator de fluxo livre onde o fluxoé criado por admissão de vácuo ou fluxo de gás inerte atra-vés do reator de fluxo livre. A energia aplicada é suficien-te para decompor a carbonila no reator ou quando esta fluiatravés do reator, e destituir o metal da carbonila e assim,criar as nanoparticulas metálicas que são depositadas sobreum suporte ou coletadas num coletor. Onde o calor é a ener-gia empregada para decompor a carbonila, temperaturas nãomaiores que cerca de 250°C, mais preferivelmente não maiorque cerca de 200°C, são necessárias para produzir as nano-particulas metálicas, que na superfície do substrato para oqual elas são destinadas finalmente, sem o uso de partículasde veículo e num processo que exige apenas segundos e nãosob condições extremas de temperatura e pressão. dE fato, oprocesso da presente invenção requer o mais das vezes, menosque 5 segundos para produção das nanoparticulas metálicas.Numa modalidade do processo inventivo, um únicointrodutor alimenta uma única carbonila ao vaso do reatorpara formação das nanoparticulas metálicas. Numa outra moda-lidade, contudo, uma série de alimentadores cada qual ali-menta as carbonilas metálicas ao vaso do reator. Deste modo,todos os alimentadores podem alimentar a mesma carbonila oudiferentes alimentadores podem alimentar diferentes carboni-las, tal como carbonilas metálicas adicionais de modo a pro-porcionar nanoparticulas contendo diferentes metais tais co-mo combinações de platina-niquel-ferro ou combinações de ní-quel-ferro, conforme desejado, em proporções determinada pe-la quantidade de carbonila introduzida ao vaso do reator porcada alimentador. Por exemplo, introduzindo-se diferentescarbonilas através de diferentes alimentadores, pode-se pro-duzir uma nanoparticula com um núcleo de um primeiro metal,com domínios de um segundo ou terceiro, etc, metal revestidosobre a mesma. Alterando-se a alimentação de carbonila aovaso do reator por cada alimentador, pode-se alterar a natu-reza e/ou constituição das nanoparticulas metálicas produzi-das. Em outras palavras, caso diferentes proporções de metalcompondo as nanoparticulas ou diferentes orientações de me-tais compondo as nanoparticulas seja desejado, alterando acarbonila metálica introduzida ao vaso do reator por cadaalimentador pode-se produzir essas diferentes proporções oudiferentes orientações.

NO caso do vaso do reator de fluxo livre, cada umdos alimentadores pode ser disposto em torno da circunferên-cia do conduto que forma o vaso do reator em aproximadamentemesmo local, ou os alimentadores podem ser dispostos ao lon-go do comprimento do conduto de modo a introduzir carbonilasmetálicas ao vaso do reator em diferentes locais ao longo dopasso de fluxo do conduto providenciando mais controle dasnanoparticulas produzidas.

Embora antecipe-se que o processo inventivo e oaparelho também podem produzir partículas que são maiores doque a dimensão nanométrica, juntamente com as nanoparticulasdesejadas, as partículas maiores podem ser separadas das na-nopartículas requisitadas através do uso do separador ciclô-nico ou devido as diferentes velocidades de deposição numcoletor.

Portanto, é um objeto da presente invenção propor-cionar um processo para produção de nanoparticulas metálicasusando materiais de partida de carbonila metálica.

Constitui um outro objeto da presente invençãoproporcionar um processo capaz de produzir nanoparticulas demetal não nobres sob condições de temperatura e/ou pressãomenos extremas que os processos convencionais.

Constitui um outro objeto da presente invençãoproporcionar um processo para preparar nanoparticulas metá-licas que podem ser formadas sobre o substrato de uso final.

Constitui ainda um outro objeto da presente inven-ção proporcionar um processo para preparar nanoparticulasmetálicas de metal não nobre que podem ser coletadas parauso ou tratamento posterior.

Esses objetos e outros que se tornarão evidentesaos versados na técnica com a leitura da seguinte descrição,podem ser conseguidos por introdução de pelo menos uma car-bonila metálica a um vaso do reator, especialmente um quecompreenda um conduto/ expor a carbonila metálica a uma fon-te de energia suficiente para decompor a carbonila metálicae produzir as nanoparticulas metálicas; e depositar ou cole-tar as nanoparticulas metálicas. De preferência, a tempera-tura dentro do vaso do reator não é maior do que cerca de250°C. A pressão dentro do vaso do reator é preferivelmenteatmosférica, em geral, porém pressões que variam entre cercade 1 mm a cerca de 2000 mm podem ser empregadas.

O vaso do reator é vantajosamente formado de ummaterial que é relativamente transparente à energia forneci-da pela fonte de energia, se comparado a, ou o suporte ou ocoletor da carbonila metálica, tal como onde a fonte de e-nergia é uma fonte de calor radiante. De fato, o suporte oucoletor pode ter ai incorporado um aquecedor de resistência,ou a fonte de energia pode ser uma lâmpada térmica. Onde aenergia se tratar de calor, um meio de refrigeração tal comoserpentinas de refrigeração ou uma camisa de refrigeraçãopodem ser dispostos em torno do vaso do reator para resfriaro vaso.

O suporte pode ser o substrato de uso final paraas nanoparticulas metálicas produzidas, tal como um compo-nente de um conversor catalitico automotivo, ou uma célulade combustível ou membrana ou eletrodo de eletrólise. 0 su-porte ou coletor pode estar posicionado dentro do vaso doreator. Contudo, o vaso do reator pode ser um vaso do reatorde fluxo livre dotado de um conduto, neste caso o suporte oucoletor podem ser dispostos ou externamente ao vaso do rea-tor ou dentro do vaso do reator.

Deve ficar entendido que, tanto a descrição geralprecedente e as modalidades presentes da descrição detalhadada invenção, destinam-se a proporcionar uma síntese ou esbo-ço para o entendimento da natureza e caráter da invenção co-mo ela é reivindicada. Os desenhos anexos estão incluídospara propiciar um melhor entendimento da invenção, estandoincorporados, constituindo-se uma parte deste relatório des-critivo. Os desenhos ilustram varais modalidades da inven-ção, e juntamente com a descrição se prestam a explicar osprincípios e operações da invenção.

A Figura 1 é uma vista plana lateral de um apare-lho para a produção das nanopartículas metálicas a partir dematérias de carbonila metálica utilizando um vaso do reatorde "sistema fechado" de acordo com o processo da presenteinvenção.

A Figura 2 é uma vista plana lateral de uma moda-lidade alternativa do aparelho da Figura 1.

A Figura 3 é uma vista plana lateral de um apare-lho para produção de nanopartículas metálicas a partir demateriais de partida de carbonila metálica utilizando um va-so do reator de "fluxo livre"de acordo com o processo dapresente invenção.

A Figura 4 é uma modalidade alternativa do apare-lho da Figura 3.A Figura 5 é uma outra modalidade alternativa doaparelho da Figura 3, utilizando um suporte externo ao vasodo reator de fluxo livre.

Melhor Modo de Realização da Invenção

Referindo-se agora aos desenhos, um aparelho paraprodução das nanoparticulas é geralmente indicado pelos nú-meros 10 ou 100. Nas Figuras 1 e 2 o aparelho 10 é um siste-ma fechado compreendendo um vaso do reator fechado 20, en-quanto nas Figuras 3-5 o aparelho 100 é um aparelho de rea-ção de fluxo livre compreendendo um vaso do reator 120 defluxo livre.

Será observado, que, A Figuras 1-5 mostra o apare-lho 10, 100 numa determinada orientação. Contudo, deve serconsiderado que, outras orientações são igualmente aplicá-veis para o aparelho 10. Por exemplo, quando sob vácuo, ovaso do reator 20 pode estar em qualquer orientação para e-ficácia. Similarmente, no vaso do reator 120 de fluxo livre,o fluxo do gás veiculo inerte e carbonila metálica ou o flu-xo das carbonilas metálicas conforme aspirado por um vácuo(ou suas combinações ) nas Figuras 3-5 podem estar em qual-quer direção particular ou orientação, sendo ainda assim,eficazes. Além disso, os termos "para cima", "para baixo""direita" e "esquerda" são aqui empregados referindo-se àorientação do aparelho 10, 100 mostrado nas Figuras 1-5.

Referindo-se agora às Figuras 1 e 2, como acimadescrito, o aparelho 10 compreende um vaso do reator de sis-tema fechado 20 formado de qualquer material adequado para afinalidade sendo capaz de suportar as condições exigentespara a reação se realizar, incluindo condições de temperatu-ra e/ou pressão. 0 vaso do reator 20 inclui um orifício deacesso 22 para propiciar que um gás inerte como argônio pre-encha os espaços internos do vaso do reator 20, o gás inerteestando proporcionado por uma bomba convencional ou similar(não mostrado). Do mesmo modo, conforme ilustrado na Figura2, o orifício 22 pode ser empregado para propiciar um vácuonos espaços internos do vaso do reator 20, utilizando umabomba de vácuo, ou dispositivo similar (não mostrado). Demodo a que a reação prossiga com sucesso sob vácuo no vasodo reator 20, não se faz necessário que seja criada uma con-dição de vácuo extrema. Ao contrário, pressões negativas nãoinferiores a cerca de 1 mm, preferivelmente não inferior acerca de 250 mm é tudo que se faz necessário.

0 vaso do reator 20 tem aí disposto um suporte 30que pode ser ligado diretamente ao vaso do reator 20, ou po-de ser posicionado nas pernas 32a e 32b dentro do vaso doreator 20. 0 vaso do reator 20 também compreende um aberturavedável mostrada em 24, de forma a permitir ao vaso do rea-tor 20 ser aberto após o término da reação a fim de removero suporte 30 ou remover as nanopartículas metálicas deposi-tadas no suporte 30. O fechamento 24 pode ser um fechamentorosqueado ou um fechamento de pressão ou outros tipos desistemas de fechamento, contando que eles sejam suficiente-mente vedantes a ar a fim de manter o gás inerte ou o níveldesejado de vácuo dentro do vaso do reator 20.

O aparelho 10 compreende ainda pelo menos um ali-mentador 40, e preferivelmente uma serei de alimentadores40a e 40b para alimentar os reagentes, mais especificamenteos materiais de partida de carbonila, ao vaso do reator 20.Conforme ilustrado nas Figuras 1 e 2, dois alimentadores 40ae 40b são proporcionados, embora antecipe-se que outros ali-mentadores podem ser empregados dependendo da natureza dascarbonilas introduzidas ao vaso 20 e/ou nanoparticulas metá-licas do produto final desejadas. Alimentadores 40a e 40bpodem ser introduzidos por um aparelho de bombeamento ade-quado para a carbonila tal como bombas Venturi ou similar(não mostrado).

Como ilustrado na Figura 1 o aparelho 10 compreen-de ainda uma fonte de energia capaz de causar a decomposiçãoda carbonila metálica. Na modalidade ilustrada na Figura 1 afonte de energia compreende uma fonte de calor tal como umalâmpada de aquecimento 50, embora outras fontes de calor ra-diante possam também ser empregadas. Além disso, a fonte deenergia pode ser uma fonte de energia eletromagnética talcomo luz infravermelha, visível ou ultravioleta, energia demicroondas, ondas de rádio, ou outras formas de energia sô-nica, como seria evidente aos de prática na técnica, contan-to que, a energia empregada seja capaz de causar a decompo-sição da carbonila.

Numa modalidade preferida a fonte de energia podeproporcionar energia que é de preferência acoplável ao su-porte 30 de modo a facilitar o depósito das nanoparticulasmetálicas produzidas pela decomposição da carbonila no su-porte 30. Contudo, onde uma fonte de energia tal como calorseja empregada, que também aqueceria o vaso do reator 20,pode ser conveniente resfriar o vaso de reação 20,usando,por exemplo, tubos de refrigeração 52 (mostrados parcialmen-te em linha interrompida, tal que o vaso do reator 20 sejamantido a uma temperatura abaixo da temperatura de decompo-sição da carbonila. Deste modo, a carbonila metálica não sedecompõe na superfície do vaso do reator 20 ao invés, sobreo suporte 30.

Numa modalidade alternativa ilustrada na Figura 2,o próprio suporte 30 compreende a fonte de energia para de-composição da carbonila. Por exemplo, um aquecedor de resis-tência ligado pela conexão 34 pode ser incorporado ao supor-te 30 de modo que apenas o suporte 30 esteja na temperaturade decomposição da carbonila metálica , de modo que a carbo-nila se decomponha sobre o suporte 30 e assim produza nano-partículas metálicas depositadas no suporte 30. Similarmen-te, outras formas de energia para decomposição da carbonilapodem ser incorporadas ao suporte 30.

O suporte 30 pode ser formado por qualquer materi-al suficiente para ter depósitos sobre o mesmo, de nanopar-tículas metálicas produzidas pela decomposição da carbonila.Numa modalidade preferida, o suporte 30, compreende o subs-trato de uso final sobre o qual as nanopartículas metálicasdestinam-se a ser empregadas como o óxido de alumínio ou ou-tros componentes de um conversor catalítico automotivo, ou oeletrodo ou membrana de uma célula de combustível ou célulaeletrolítica. Naturalmente onde a fonte de energia for, elaprópria encaixada ou concentrada no e associada ao suporte30, a deposição seletiva das nanopartículas metálicas cata-liticas pode ser obtida para aumentar a eficiência da reaçãocatalitica e reduzir ineficiências ou desperdício da coloca-ção de metal catalitico. Em outras palavras, a fonte de e-nergia pode ser encaixada dentro do suporte 30 no padrão de-sejado para deposição do metal catalisador, tal que a depo-sição do metal catalisador em escala nanométrica possa serfeita onde se deseja uma reação catalitica.

NUma outra modalidade da invenção conforme ilus-trado nas Figuras 3-5, o aparelho 100 compreende um vaso doreator 120 de fluxo livre que inclui um orifício, indicadoem 122, para ou proporcionar um gás inerte ou aspirar um vá-cuo do vaso do reator 120, criando assim, um fluxo para ascarbonilas metálicas serem reagidas na produção das nanopar-tículas metálicas. Além disso, o aparelho 100 inclui alimen-tadores 140a, 140b, 140c, que podem ser dispostos em tornoda circunferência do vaso do reator 102 como se vê na Figura3, ou na alternativa, em seqüência ao longo do comprimentodo vaso do reator 120, como se vê na Figura 4.

O aparelho 100 também compreende o suporte 130 so-bre o qual são coletadas as nanopartículas metálicas. 0 su-porte 130 pode ser posicionado nas pernas 132a e 132b, ou,no caso de uma fonte de energia ser incorporada ao suporte130, como um aquecedor de resistência, o controle e instala-ção da fonte de energia no suporte 130 pode ser feito atra-vés da linha 134.

Como ilustrado nas Figuras 3 e 4, quando o suporte130 é disposto dentro do vaso do reator 120 de fluxo livre,um orifício 124 também é proporcionado para remoção do su-porte 130 ou das nanopartículas metálicas ai depositadas.Além disso, o orifício 124 deve ser estruturado tal que per-mita ao gás inerte introduzido através do orifício 122 flu-indo através do vaso do reator 120 deixe o vaso do reator120 (como mostrado na Figura 3). O orifício 124 pode ser ve-dado do mesmo modo do fechamento 24 acima indicado com rela-ção ao aparelho 10 de sistema fechado. Em outras palavras, oorifício 124 pode ser vedado por um fechamento rosqueado oufechamento de pressão ou outros tipos de estruturas de fe-chamento como seriam familiares aos versados na técnica.

Conforme ilustrado na Figura 5, contudo, o suporte130 pode estar disposto externo ao vaso do reator 120 no a-parelho 100 de reator de fluxo livre, e também pode ser umsuporte 130 como ilustrado na Figura 5. Nesta modalidade ovaso do reator 120 de fluxo livre compreende um orifício 124através do qual são forçados no suporte 130 para assim for-mar e depositar as nanopartículas metálicas no suporte 130.Deste modo, não é mais necessário ter-se acesso ao vaso doreator 120 a fim de coletar ou o suporte 130 ou as nanopar-tículas metálicas depositadas sobre o mesmo. Além disso, du-rante a colisão no suporte 130, tanto o orifício 126 ou osuporte 130 podem ser deslocados de modo a dar formação dasnanopartículas metálicas produzidas em áreas específicas dosuporte 130. Isto é especialmente útil caso o suporte 130compreenda o substrato de uso final para as nanopartículasmetálicas tal como o componente de um conversor catalíticoou eletrodo para células de combustível. Assim, as nanopar-tículas metálicas são apenas depositadas onde se deseja e, aeficiência e redução de desperdício de metal catalítico éfacilitada.

Conforme acima, o vaso do reator 20, 120 pode serformado de qualquer material adequado, para emprego na rea-ção, contanto que ele possa suportar a temperatura e/oupressão à qual ocorre a decomposição do material de partidade carbonila. Por exemplo, o vaso do reator deveria ser ca-paz de suportar temperaturas de até cerca de 250°C, onde ocalor é a energia empregada para decompor a carbonila. Embo-ra muitos materiais sejam já utilizados como adequados, in-clusive metais, plásticos, cerâmicas e materiais tais comografita, preferivelmente vaso do reator 20, 120 são formadosde um material transparente para permitir a observação dareação à medida que esta se realiza. Assim, o vaso do reator20, 120 é formado, preferivelmente, de quartzo, ou um vidrotal como material da marca Pyrex(R) disponível de Corning,Inc of Corning New York.

Na prática da invenção, ou um fluxo de um gás i-nerte tal como argônio ou um vácuo é aspirado ao vaso do re-ator 20, 120 e um corrente de carbonilas metálicas introdu-zida ao vaso do reator 20, 120 via alimentadores 40a, 40b,140a, 140b, 140c. Por exemplo, caso o calor seja a fonte deenergia, as carbonilas deveriam ser submetidas à decomposi-ção e produção de nanopartícuias metálicas a temperaturasnão maiores do que 250°C, mais preferivelmente não maioresque 200°C. Outros materiais tais como oxigênio também podemser introduzidos ao vaso do reator 20, 120, para oxidar par-cialmente as nanopartículas metálicas produzidas pela decom-posição da carbonila, para modificar as nanoparticulas e li-mitar subseqüente degradação. De modo inverso, um materialredutor, tal como hidrogênio, pode ser introduzido ao reator20, 120 a fim de facilitar a decomposição da carbonila metá-Iica em nanoparticulas metálicas muito puras.

A energia para decomposição da carbonila é entãoprovidenciada para a carbonila dentro do vaso do reator 20,120 por exemplo, por uma lâmpada de aquecimento 50, 150. Ca-so desejado, o vaso do reator 120 também pode ser resfriadopor serpentinas de refrigeração 52, 152 para evitar o depó-sito das nanoparticulas metálicas sobre a superfície do vasodo reator 20, 120, em oposição ao suporte 30, 130. AS nano-particulas metálicas produzidas pela decomposição dascarbonilas metálicas ão então depositadas no suporte 30,130, ou, num coletor do tipo ciclônico ou centrífugo ouqualquer outro tipo de coletor (não mostrado), para armaze-nagem e/ou uso.

Portanto, a presente invenção proporciona um méto-do fácil e contínuo para produção de nanoparticulas metáli-cas, permitindo a colocação seletiva das partículas, depósi-to direto das partículas sobre o substrato de uso final, semnecessidade de temperatura e pressão extremas necessáriaspelos processos da técnica anterior.

Todas as patentes, pedidos de patente e publica-ções citadas referenciadas aqui, estão incorporadas por re-ferência.

A invenção sendo descrita, tornar-se-á evidenteque pode variar de muitas maneiras. Tais variações não devemser vistas como afastadas do espirito e escopo da presenteinvenção, e todas essas modificações conforme se evidenciemao versado na técnica, destinam-se a estar incluídas no es-copo das reivindicações apensas.

Claims (18)

1. Processo para produção de nanoparticulasCARACTERIZADO por compreender:a) alimentação de pelo menos uma carbonila metáli-ca a um vaso do reator;b) exposição da carbonila metálica a uma fonte deenergia suficiente para decompor a carbonila metálica e pro-duzir nanoparticulas metálicas, ec) coleta ou deposição das nanoparticulas metálicas.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pela carbonila metálica compreender uma carbo-nila de metal não nobre.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo vaso do reator compreender um conduto.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 3,CARACTERIZADO pelo vaso do reator ser um vaso do reator defluxo livre.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pela temperatura dentro do vaso do reator nãoser maior do que cerca de 250°C.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de ser mantido um vácuo dentro dovaso do reator não inferior a cerca de 1 mm.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo fato de uma pressão não superior a cercade 2000 mm ser mantida com o vaso do reator.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pelo vaso do reator ser formado de um materialque é relativamente transparente à energia fornecida pelafonte de energia, quando comparado a, ou um suporte, ou umcoletor sobre o qual as nanoparticulas metálicas são deposi-tadas ou coletadas ou a carbonila metálica.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO pela fonte de energia compreender uma fonte decalor.

10. Processo, de acordo com a reivindicação 9,CARACTERIZADO pelas nanoparticulas metálicas serem deposita-das num suporte.

11. Processo, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo suporte ter nele incorporado um aquecedorde resistência.

12. Processo, de acordo com a reivindicação 9,CARACTERIZADO pela fonte de energia compreender uma lâmpadade aquecimento.

13. Processo, de acordo com a reivindicação 12,CARACTERIZADO por compreender ainda, refrigeração do vaso doreator.

14. Processo, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo suporte ser o substrato de uso final paraas nanoparticulas metálicas produzidas.

15. Processo, de acordo com a reivindicação 14,CARACTERIZADO pelo suporte compreender um componente de umconversor catalitico automotivo.

16. Processo, de acordo com a reivindicação 10,CARACTERIZADO pelo suporte ser posicionado dentro do vaso doreator.

17. Processo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO por ser introduzido oxigênio ao vaso do reatorpara oxidar parcialmente as nanoparticulas metálicas produ-zidas pela decomposição da fração degradável.

18. Processo, de acordo com a reivindicação 1,CARACTERIZADO por ser introduzido um material redutor ao va-so do reator, para reduzir o potencial oxidativo da fraçãodegradável.