ES2943249T3 - Un método para preparar un material de carbono micro- y meso-poroso adsorbente de gases - Google Patents

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Abstract

Se describe un método para preparar un carbón micro y mesoporoso mediante un proceso de dos pasos, en el que, en un primer paso, se sintetiza un polímero poroso hiperentrecruzado a partir de un polímero de fórmula (I-IV) que contiene grupos aromáticos y, en un segundo paso, el polímero poroso hiperreticulado se somete a un tratamiento térmico de carbonización en presencia de un agente activador. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Un método para preparar un material de carbono micro- y meso-poroso adsorbente de gases
La presente invención se refiere a un método para preparar un material basado en carbono de porosidad elevada a partir de la carbonización de polímeros que contienen grupos aromáticos, que conduce a un aumento en el área superficial y en el volumen poroso total. En particular, se observa un aumento del volumen mesoporoso y microporoso (tanto supermicroporos como ultramicroporos). Los poros así obtenidos son adecuados para adsorber gases, en particular hidrógeno, metano y dióxido de carbono.
El continuo aumento de demanda de energía que se ha producido en las últimas décadas a una escala global, junto con las preocupaciones derivadas de los cambios climáticos debido a las emisiones de gases de efecto invernadero, han conducido a una intensificación de los esfuerzos, por una parte, para favorecer el desarrollo y el uso de nuevas tecnologías de energía basadas en fuentes alternativas como gas natural e hidrógeno y, por otra parte, en la captación de dióxido de carbono para fines climáticos. Por lo tanto, hay un considerable interés en el desarrollo de nuevos materiales porosos caracterizados por un área superficial adecuada y por la presencia de micro- y meso-poros, útiles no solamente para un almacenamiento óptimo de gases para aplicaciones de energía y medioambientales, sino también para la aplicación en diferentes sectores como la separación y la catálisis.
El uso de fuentes de carbono vegetales e industriales para la preparación de carbonos activados es bien conocido en la bibliografía. El uso de fuentes de carbono a partir de productos desechados o expulsados o en residuos industriales es particularmente interesante, debido a un impacto medioambiental inferior evidente y a la optimización de los procedimientos de reciclado.
Entre los residuos más perjudiciales para el medioambiente debido a su baja degradabilidad y su permanencia en el medioambiente, están los plásticos que contienen grupos aromáticos como poliestireno (PS) y poli(tereftalatos de etileno) (PET). La estrategia para preparar materiales adsorbentes derivados de los mismos, da lugar por tanto a un bajo impacto sobre el medioambiente y a un valor añadido elevado.
Entre las diferentes clases de materiales propuestos para catálisis, procedimientos de separación y adsorción, los carbonos activos han sido objeto de gran atención en las últimas décadas por su naturaleza hidrófoba, porosidad elevada y área superficial, buena estabilidad térmica y mecánica y elevada capacidad de adsorción [Lu, A-H.; Dai, S. Porous Materials for Carbon Dioxide Capture; Springer: Heidelberg, DE, 2014. páginas 22-41]. Los carbonos porosos se sintetizan en general mediante la carbonización de precursores basados en carbono, usando principalmente dos métodos: (i) activación física, que implica la pirolisis del precursor a temperaturas elevadas en presencia de gases como dióxido de carbono, vapor de agua y otros; (ii) activación química, en la que el precursor es carbonizado a temperaturas inferiores en presencia de un agente activante como un hidróxido alcalino u óxidos de metales de transición [Z. Hu, M. P. Srinivasan, Y. Ni, Adv. Mater.2000, 12, 62. b) Y. Zou, B.-X. Han, Energy Fuels 2001, 15, 1383. c) A. Ahmadpour, D. D. Do, Carbon 1996, 34, 471]. Esta última estrategia conduce a materiales con un área superficial superior y características de volumen poroso y, por lo tanto, a un mayor rendimiento para las aplicaciones derivadas de estas propiedades.
A lo largo de los años han sido desarrollados carbonos porosos a partir de dos clases principales de precursores: i) carbonos tradicionales derivados de biomasa; y (ii) carbonos derivados de polímeros sintéticos. Esta última clase de carbonos tiene la ventaja de que son capaces de controlar mejor la composición química de los carbonos producidos, pero sobretodo la morfología y la distribución de los poros [Lu, A-H.; Dai, S. Porous Materials for Carbon Dioxide Capture; Springer:Heidelberg, DE, 2014. páginas 22-41]. En particular, los carbonos porosos replicados mediante materiales porosos (carbonos porosos de plantillas duras), como PAFs (marcos aromáticos porosos) [Li, Y.; Ben, T.; Zhang, B.; Fu, Y.; Qiu, S. Scientific Reports, 2013, 3, 2420] y los HCPs (polímeros hiperreticulados) (véase las solicitud de patente internacional WO 2017/021843) son sistemas en los que el material poroso actúa como un molde de escala nanométrica, de forma que el retículo porosos del material inicial se mantiene en el carbono final.
Los carbonos porosos obtenidos a partir de plásticos que contienen grupos aromáticos están descritos en la técnica anterior (A. Bazargan, C. Wai Hui, G. McKay, Adv Polym Sci, DOI: 10.1007/12_2013_253). Por ejemplo, han sido descritos carbonos porosos obtenidos a partir de PET en la publicación de Fernandez-Morales I., Almazan-Almazan MC, Perez-Mendoza M.J., Domingo-Garcia M., Lopez-Garzon F.J. Micropor. Mesopor. Mater. 2005, 80, 107-115 y por Parra J.B., Ania C.O., Arenillas A., Rubiera F., P1S J.J. Appl Surf Sci 2004, 238, 304-308. En este artículo, Parra et al. describen carbonos porosos obtenidos mediante una activación física a temperaturas por encima de 900° de polímeros de PET derivados del reciclado de botellas de plástico. El carbono de rendimiento más elevado (PC76) tiene un área superficial de menos de 2500 m2g_1 y un volumen poroso de 0,9 m2g-1. Además, (Aleksienko N.N., Pastukhov A.V., Davankov V.A., Belyakova L.D., Voloshchuk A.M. Russ, J. Phys. Chem. 2004, 78, 1992-1998) muestran la preparación de carbonos con un procedimiento de activación y física en N2 de esferas de calidad comercial, poliestireno macroporoso hiper-reticulado con divinilbenceno con funcionalidades catiónicas y sulfocatiónicas. L área superficial máxima obtenida es de aproximadamente 1500 m2g-1 y el volumen poroso total no sobrepasa 0,64 cm3-g-1.
Chong Zou et al. en la publicación Journal Materials Chemistry, 20(4), 731-735 describe la preparación de carbono poroso jerárquico a partir de poliestireno modificado con CCU en presencia de AlCb como un catalizador de Friedel-Crafts.
El documento WO 2017/021843 describe materiales de carbono microporoso obtenidos a partir de la carbonización de polímeros que contienen estructuras aromáticas de fórmula (II). Los materiales de carbono microporosos obtenidos son empleados para almacenar hidrógeno, metano y dióxido de carbono. Según la clasificación de la IUPAC, el término “microporo” está previsto que indique poros que tienen un tamaño de poros menor que 20 A. A su vez, los microporos se dividen dos grupos a saber, ultramicroporos (menores que 7 A) y supermicroporos (de 7 a 20 A.).
La presente invención describe la preparación de materiales micro- y meso-porosos, en particular, carbonos microy meso-porosos, obtenidos mediante carbonización a partir de polímeros que contienen grupos aromáticos previamente hiper-reticulados denominados en la presente memoria descriptiva PoliKUPO (carbono obtenido a partir de un polímero poroso derivado de polímeros que contienen grupos aromáticos). Los polímeros usados como materiales de partida en el método de la presente invención son, preferentemente, polímeros que contiene n grupos aromáticos derivados de plásticos al final de su ciclo de vida, por ejemplo, poriestirenos y poli(tereftalatos de etileno). La etapa de hiper-reticulación consiste en la reacción entre el polímero que contiene grupos aromáticos y el agente reticulante formaldehído-dimetil-acetal (FDA) en presencia de cloruro gálico (GaCb) u otro cloruro como catalizador. La posterior etapa de carbonización de los polímeros hiper-reticulados está descrita, por ejemplo, en la solicitud de patente internacional WO 2017/021843, con referencia a los diferentes polímeros hiper-reticulados denominados C-UPO.
Al contrario que los polímeros UPO (Errahali, M; Gatti, G; Tei, L; Paul, G; Rolla, G; Canti, L; Fraccarollo, A; Cossi, M; Comotti, A; Sozzani, P;Marchese, L. Microporous Hypercrosslinked Aromatic Polymers Designed for Methane and Carbon Dioxide Adsorption,J. Phys. Chem. C, 2014, 118, 28699-28710), los materiales obtenidos mediante la hiper-reticulación de polímeros que contienen grupos aromáticos, usados como precursores para la preparación de PoliKUPOs según la presente invención, muestran una fuerte reducción en la cantidad de supermicroporos y una cantidad similar de mesoporos. De forma inesperada, el procedimiento de carbonización para producir poliKUPOs conduce a valores de porosidad total análogos a los descritos después de la carbonización de los polímeros UPO para obtener C-UPOs (véase la solicitud de patente internacional WO 2017/021843). En particular, en los poliKUPOs, se observa una cantidad pequeña de ultramicroporos (0,12 cm3g_1), supermicroporos de 0,58 cm3g_1 y mesoporos de 0,78 cm3g-1. Es conocido que la presencia de grupos de micro- y meso-poros hace que el material poroso sea particularmente adecuado para adsorber y almacenar gases como dióxido de carbono, hidrógeno y metano a presiones tanto bajas como elevadas.
Una ventaja adicional de los carbonos adsorbentes de gases obtenidos según la presente invención se refiere al aspecto medioambiental, económico e industrial. En efecto, el procedimiento para preparar carbono a partir de materiales desechados no es solo particularmente económico y fácilmente llevado a escala, sino que también tiene un elevado valor añadido desde el punto de vista medioambiental.
Estas y otras ventajas se consiguen con el método según la reivindicación 1 independiente y el carbono micro- y medo-porosos según la reivindicación independiente 12.
Las reivindicaciones dependientes definen características adicionales de la invención y forman una parte integral de la descripción.
El carbono adsorbente de gases micro- y meso-poroso que puede ser obtenido mediante el método de la invención es particularmente adecuado para almacenar un gas, en particular hidrógeno, metano y/o dióxido de carbono y exhibe un área superficial y un volumen total de poros elevados.
Como se mostrará más en detalle con posterioridad, el carbono adsorbente de gases micro- y meso-poroso que puede ser obtenido mediante el método de la invención contiene una cantidad considerable de microporos y mesoporos que, debido a su tamaño, son particularmente adecuados para adsorber gases dióxido de carbono, hidrógeno y metano, a presiones tanto bajas como elevadas. Además de ello, este carbono puede ser obtenido mediante un método de hiper-reticular polímeros que contienen grupos aromáticos, preferentemente a partir de polímeros reciclados, por medio de un método en fase homogénea y con un uso intensivo de disolventes y catalizadores que, por lo tanto, no es excesivamente costoso ni particularmente difícil de llevar a escala. Las propiedades ventajosas e inesperadas del carbono micro- y meso-poroso que puede ser obtenido mediante el método de la presente invención se demuestran, en particular, en la sección experimental de la presente descripción.
A partir de la descripción detallada que sigue serán evidentes objetos adicionales, características y ventajas.
El método de preparación de la invención comprende una primera etapa de sintetizar un polímero poroso hiper reticulado, en el que se lleva a cabo una reacción de Friedel-Crafts usando como material de partida un polímero que contiene grupos aromáticos (preferentemente a partir de polímeros reciclados) que tiene una fórmula general escogida entre el grupo que consiste en las fórmulas (I), (II), (III) y (IV) como se definen con posterioridad, un catalizador de Friedel-Crafts y formaldehído-dimetil-acetal (FDA) como agente reticulante. Después de la etapa de síntesis, el polímero poroso hiper-reticulado obtenido es impregnado con una solución de agente activante preferentemente básica y es sometido a un tratamiento de carbonización por calor a una temperatura en el intervalo de 500 a 250°C.
Los presentes inventores observaron que, en presencia de un agente activante, empleado preferentemente a una relación en peso con respecto al polímero hiper-reticulado entre 0,5:1 y 8:1, el tratamiento de carbonización por calor a 500-950°C provoca un aumento considerable de micro- y meso-poros, junto con un aumento evidente del área superficial (véase la Tabla 1 siguiente).
El carbono micro- y meso-poroso obtenido mediante el método de la invención se prepara a partir de polímeros que contienen grupos aromáticos, preferentemente a partir de polímeros reciclados, que tienen una fórmula general seleccionada entre el grupo que consiste en las fórmulas (I), (II), (III) o (IV) ilustradas a continuación
Figure imgf000004_0001
En las que n es un número entero comprendido preferentemente en el intervalo de 200 a 6.000. Pueden estar presentes también unidades o aditivos comonómeros.
Un polímero que contiene grupos aromáticos preferido para ser usado en el método de la invención es poliestireno (I).
Ejemplos de catalizadores de Friedel-Crafts adecuados para ser usados en el método de la invención son BF3, BeCl2, GaCl3 , TiCU, SbCl5 , SnCU, FeCl3 , AlCl3 , Sc(OTf)3 , Mo(CO)6 , SeCl4 , TeCl4 , ácido sulfúrico, ácido fluorhídrico y superácidos como, por ejemplo, HF, SbF o HSO3F SbF5. Los catalizadores más preferidos son GaCb y FeCl3. Los disolventes orgánicos apróticos adecuados para ser usados en la etapa de síntesis del método de la invención incluyen tanto disolventes polares como disolventes apolares. Ejemplos específicos de disolventes, proporcionados meramente a modo de ilustración, son diclorometano, tetracloroetano, dimetilsulfóxido, dimetilformamida, cloroformo, tolueno, nitrometano (CH3NO2), etilenglicol, ácido trifluoroacético, disulfuro de carbono y clorobenceno. Estos disolventes pueden ser usados también en una mezcla para aumentar la solubilidad de los polímeros. El disolvente más preferido es dicloretano.
Según una realización preferido del método de la invención, la concentración del polímero que contienen grupos aromáticos de fórmula (I), (II), (III) o (IV) en el disolvente aprótico orgánico está en el intervalo de 1 g a 1300 g por litro de disolvente.
Según una realización preferida del método de la invención, la relación en moles de la unidad estructural del polímero de fórmula (I) y el agente reticulante FDA está en el intervalo de 1:0,01 a 1:40.
La estructura química del polímero poroso hiper-reticulado obtenido después de la etapa de síntesis del método de la invención consiste en la reticulación de anillos aromáticos de los polímeros de formula (I), (II), (III) o (IV) por medio de puentes de metileno (a partir de 1 a 3 puentes de metileno por grupo aromático).
La etapa de carbonización, que permite que se obtenga el carbono poroso final, hace posible la impregnación del polímero hiper-reticulado de fórmula (I), (II), (III) o (IV) con una solución de agente activante en un disolvente. La relación en peso de agente activante: polímero hiper-reticulado está comprendida preferentemente entre 0,5:1 y 8:1 y, más preferentemente entre 3:1 y 4:1. Preferentemente, la mezcla de reacción se mantiene bajo agitación durante un período de tiempo entre 1 minuto y 18 horas.
Según una realización preferida del método de la invención, el tratamiento de carbonización por calor se lleva a cabo a una temperatura en el intervalo de 500 a 950° C, preferentemente a una temperatura en el intervalo de 700 a 900° C e incluso más preferentemente a una temperatura en el intervalo de 750 a 800° C.
Según una realización preferida del método de la invención, el agente activante usando en la etapa de carbonización se selecciona entre hidróxido de potasio (KOH), hidróxido de sodio (NaOH), carbonato de potasio (K2CO3), carbonato de sodio (Na2CO3), cloruro de zinc (ZnCh) y ácido fosfórico (H3PO4). Un agente activante particularmente preferido es hidróxido de potasio (KOH).
Ejemplos de disolventes adecuados para mezclar el agente activante y para ser usados en la etapa de carbonización son agua, etanol, metanol, acetonitrilo, tetrahidrofurano y dimetilformamida o mezclas de los mismos disolventes con agua hasta 50% v/v. Los disolventes más preferidos son agua y etano o una mezcla de los mismos hasta 50% v/v.
Según una realización preferida del método de la invención, la concentración del agente activante en el disolvente, expresada como molaridad (mol l-1) está en el intervalo de 0,01 M a 22 M.
Según otra realización preferida, la mezcla se seca por destilación en un evaporador rotatorio a una temperatura entre 25° C y 160° C o mediante un flujo de gas inerte (nitrógeno o argón) durante un período de tiempo comprendido entre 0 minutos y 18 horas.
Según todavía otra realización preferida, el tratamiento de carbonización se realiza bajo un flujo de gas inerte, en el que el gas se selecciona preferentemente entre N2 y Ar.
Según todavía otra realización preferida, una vez que se alcanza la temperatura de carbonización permanece en condiciones isotérmicas durante un período de tiempo que varía en el intervalo de aproximadamente 10 minutos a aproximadamente 5 horas. El tiempo preferido es de aproximadamente 60 minutos.
Según todavía otra realización preferida, el ascenso del calentamiento es entre 0,1° C min-1 y 5° C min-1.
Según todavía otra realización preferida, el producto carbonáceo es lavado finalmente con agua y ácido clorhídrico (HCl) a una concentración que varía en el intervalo de 0,5 M a 5 M y nuevamente con agua hasta alcanzar un pH neutro.
Una descripción detallada de las características estructurales y la porosidad del carbono poroso obtenido mediante el método de la presente invención, preparado en referencia a sus realizaciones preferidas se proporcionan los ejemplos que siguen, que hacen referencia a los dibujos que se acompañan, en los cuales:
La Figura 1 muestra las isotermas de adsorción-desorción de N2 a 77 K (A) y la distribución de los poros (B) para el polímero PoliUPO (estrellas) y el carbono poli PoliKUPO (círculos);
La Figura 2 muestra el almacenamiento de CO2 a 298 K para el polímero poliUPO (estrella) y para el carbono poliKUPO (círculos);
La figura 3 muestra el almacenamiento de CH4 a 298 K para el polímero poliUPO (estrella) y para el carbono poliKUPO (círculos).
Los siguientes ejemplos se proporcionan solamente para fines ilustrativos y no están destinados a limitar el alcance de la invención como se define en las reivindicaciones anejas.
Ejemplos
Síntesis del polímero hiper-reticulado y posterior carbonización
Se pusieron en suspensión 20 g de poliestireno para envases y 93,14 g de cloruro férrico en 540 ml de DCE. La mezcla se agitó mecánicamente a temperatura ambiente para obtener una solución homogénea, seguidamente se añadieron gradualmente 54 ml de FDA. La mezcla se mantuvo bajo agitación durante aproximadamente 30 min y seguidamente se calentó a 80° C durante aproximadamente 18 horas. Después de enfriar a temperatura ambiente, el gel denso se diluyó con etanol y se lavó varias veces con etanol y agua hasta que el pH se hizo neutro y, finalmente, se secó en una estufa a 110° C durante una noche (el material es denominado poliUPO).
Se añadieron 2 g de poliUPO a 6 g de KOH bajo una atmósfera inerte. Posteriormente, la mezcla se colocó en un crisol de alúmina que se colocó en el interior de un tubo de alúmina. La carbonización se llevó a cabo bajo un flujo de nitrógeno con una elevación de la temperatura de 2° C min-1 hasta alcanzar una temperatura de 800° C y se mantuvo bajo condiciones isotérmicas a 800° C durante 60 min. Después de la carbonización, el material obtenido se lavó con agua desionizada HCl 2 M y con ciclos sucesivos de lavado con agua desionizada hasta alcanzar un pH neutro. El material resultante se secó en una estufa a 110° C durante 18 horas (muestra denominada poliKUPO).
Análisis de la porosidad
El análisis textural relativo al área superficial específica y la distribución del tamaño de poros en las muestras se realizó mediante fisisorción de N2.
La medición se lleva a cabo a temperatura bajas (77 K) y a valores de presión creciente entre 10-4 y 1 bar.
Antes de llevar a cabo las mediciones, las muestras fueron previamente tratadas a 150° C durante 18 horas a un vacío elevado. Para fines de comparación, se expresaron también las distribuciones de poros de los materiales antes de la carbonización. Las áreas superficiales BET se calcularon en un intervalo de presiones P/P0 = 0,05-0,15 y las distribuciones de los tamaños de poros se calcularon usando el método de la “teoría funcional de densidad sólida inactivada” (QSDFT) sobre superficies de carbono con una geometría de hendidura/cilíndrica aplicada a la rama de adsorción.
Las isotermas de adsorción-desorción de N2 a 77 K (cuadro A) y las distribuciones de poros (cuadro B) para el polímero reticulado (estrellas azules) y el carbono de poliKUPO obtenido (círculos rojos) se muestran en la Figura 1.
La isoterma de adsorción del material de poliKUPO, obtenida después del procedimiento de carbonización, muestra un aumento considerable en la cantidad de gas adsorbido particularmente a presiones bajas (500 cm3 g-1). El perfil de isotermas de adsorción muestra una isoterma de adsorción pseudo-Langmuir con un predominio de microporos, mientras que, en la desorción, la presencia del bucle de histéresis demuestra la presencia de mesoporos.
La superficie del área después de la carbonización es aumentada, así como el volumen de poros total, como se muestra en la Tabla 1.
Tabla 1. Propiedades de área superficial y volumen de poros de la materia prima (poliUPO) y después de la carbonización (poliKUPO); a) el área superficial se calcula a partir de la isoterma de adsorción de nitrógeno a 77 K usando el método BET; b) volumen poroso total a una presión P/P0 = 0,995; c) el volumen microporoso se determina usando el modelo de “teoría funcional de densidad sólida inactivada” (QSDFT) sobre una superficie de carbono con una geometría de hendidura/cilíndrica aplicada a la rama de adsorción.
Figure imgf000007_0001
La distribución de poros obtenida después de la carbonización se caracteriza por la aparición de ultramicroporos de dimensiones iguales a 5 A. La carbonización condujo también a una disminución de una parte de los microporos desde 15 A hasta 9 A y a mesoporos de un tamaño más pequeño entre 30 y 40 A.
El volumen poroso a continuación de la carbonización aumenta desde 0,78 cm3/g hasta 1,48 cm3/g, de los que 0,70 cm3/g son microporos y 0,78 cm3/g son mesoporos.
Mediciones de almacenamiento de CO2 y CH4
Las Figuras 2 y 3 muestran los datos de almacenamiento en exceso de CO2 y CH4 a temperatura y presiones ambientales hasta 30 bares del polímero poliUPO y poliKUPO, respectivamente
Como es evidente a partir de las curvas de almacenamiento de dióxido de carbono y metano, el material carbonizado tiene una capacidad de almacenamiento de gases mejorada a presiones tanto elevadas como bajas. En particular, el carbono de poliKUPO puede almacenar hasta 50,8% p de CO2 y 16,4% p de metano.
En conclusión, estos resultados que el procedimiento de carbonización de polímeros que derivan de la hiperreticulación de poliestireno conduce a un carbono poroso a un área superficial BET y un volumen total poroso y microporoso y mesoporoso aumentado. El aumento del área superficial y el volumen microporoso y, especialmente, la presencia de ultramicroporos y supermicroporos y mesoporos hace que este carbono poroso sea muy adecuado para el almacenamiento de gases como metano, hidrógeno y dióxido de carbono, a presiones tanto elevadas como bajas, con una elevada eficiencia a presiones intermedias.

Claims (11)

REIVINDICACIONES
1. Un método para preparar un carbono micro- y meso-poroso, que comprende las etapas de: (a) hacer reaccionar un polímero de partida seleccionado entre las fórmulas (I), (II), (III) o (IV):
Figure imgf000008_0001
en las que n es un número entero comprendido en el intervalo desde aproximadamente 200 hasta aproximadamente 6000, con un catalizador de Friedel-Crafts en un disolvente orgánico aprótico y con formaldehído-dimetil-acetal (FDA) como agente reticulante, obteniéndose así un polímero poroso hiper-reticulado a través de puentes de metileno entre los anillos aromáticos del polímero de fórmula (I), (II), (III) o (IV), de modo que el número de puentes de metileno para cada anillo aromático varía desde uno hasta tres;
b) someter el polímero poroso hiper-reticulado obtenido en la etapa (a) a un tratamiento de carbonización por calor a una temperatura comprendida en el intervalo de 500 a 950° C, en presencia de un agente activante en un disolvente, de modo que la relación en peso entre el agente activante y el polímero poroso hiper-reticulado está comprendida entre 0,5:1y 8:1.
2. El método según la reivindicación 1, en el que el polímero de partida es poliestireno (fórmula (I)).
3. El método según la reivindicación 1 o 2, en el que el disolvente orgánico aprótico se selecciona entre el grupo que consiste en dicloroetano, tetracloroetano, dimetilsulfóxido, dimetilformamida, cloroformo, tolueno, nitrometano (CH3NO2) etilenglicol, ácido trifluoroacético, disulfuro de carbono, clorobenceno y sus mezclas.
4. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el catalizador de Friedel-Crafts se selecciona entre el grupo que consiste en BF3, BeCb , GaCb , TiCU, SbCb , SnCU, FeCb , AlCb , Sc(OTf)3 , Mo(CO)6 , SeCl4 , TeCl4 , ácido sulfúrico, ácido fluorhídrico y superácidos.
5. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la relación en moles entre la unidad estructural del polímero de partida seleccionado entre las fórmulas (I), (II), (III) y (IV) y el agente reticulante de FDA está comprendida en el intervalo de 1:0,01 a 1:40.
6. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la temperatura de la etapa de carbonización está comprendida entre 700 y 900° C, preferentemente entre 75o y 800° C.
7. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el agente activante de la etapa b) se selecciona entre el grupo que consiste en hidróxido de potasio (KOH), hidróxido de sodio (NaOH), carbonato de potasio (K2SO3), carbonato de sodio (Na2SO3), cloruro de zinc (ZnCb ) y ácido fosfórico (H3PO4).
8. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que la relación en peso entre el agente activante y el polímero poroso hiper-reticulante obtenido en la etapa (a) de la reivindicación 1 está comprendida entre 3: 1 y 4:1.
9. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el disolvente del agente activante se selecciona entre el grupo que consiste en agua, etanol, metanol, acetonitrilo, tetrahidrofurano, dimetilformamida y sus mezclas.
10. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la concentración del agente activante en el disolvente de la etapa de carbonización está comprendida en el intervalo de 0,01 M a 22 M.
11. El método según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que el tratamiento de carbonización por calor se lleva a cabo durante un período de tiempo comprendido entre 10 minutos y 5 horas, bajo un flujo de gas inerte.
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