PT861300E - Tratamento termico de substancias compostas por carbono - Google Patents

Description

I 8<2Λ^οο

DESCRIÇÃO

"TRATAMENTO TÉRMICO DE SUBSTÂNCIAS COMPOSTAS POR CARBONO"

Esta patente diz respeito a um método para o tratamento térmico de substâncias compostas de carbono, especialmente para o negro de carbono, num processo de plasma que origine um aumento da ordem da estrutura nanométrica, ou seja um aumento do grau de grafitização, nas partículas de negro de carbono. O processo consiste num melhoramento das qualidades de carbono comerciais. O tratamento térmico é executado numa zona de plasma em que o tempo de permanência e a energia fornecida são controlados de modo a assegurar que a substância composta de carbono não sofra sublimação, o que evita a evaporação do carbono com a subsequente transformação num novo produto. A micro-estrutura das partículas de negro de carbono é composta por pequenas áreas cristalinas numa ordem turboestrática, ou seja por camadas paralelas que sofreram rotação mas que não estão organizadas em tomo do eixo c. As camadas grafíticas estão concentricamente ordenadas em direcção à superfície da partícula, ou seja com uma orientação paralela, com um grau de desordem crescente em direcção ao centro das partículas. A dimensão dos cristais é, respectivamente, definida por Lc, La e d 002. Lc é o tamanho dos cristais na direcção c, ou seja é a altura, e representa a altura média do empacotamento das camadas grafíticas. La é o tamanho ou extensão das camadas e representa o diâmetro médio de cada camada e d 002 é a distância entre as camadas grafíticas.

Na tabela 1 são especificadas as dimensões dos cristais, determinadas por difracção de Raios-X, para o negro de carbono produzido por processos convencionais conhecidos.

Propriedades estruturais do negro de carbono determinadas por difracção de Raios-X (rnn)

Tabela 1 Qualidade La Lc d 002 Grafite como ref. 0,335 Negro térmico 2,8 1,7 0,350 Negro de Canal 1,9 1,4 0,353 Negro de fomo 2,0 1,7 0,355 Negro de acetileno 2,7 2,6 0,343 Já se sabe que o tratamento térmico altera o grau de ordem da estrutura nanométrica das partículas de negro de carbono. O tamanho dos cristais aumenta de acordo com o crescente diâmetro médio (La) das camadas grafíticas e de acordo com a crescente altura média de camada (Lc). A distância entre as camadas grafíticas (d 002) é reduzida. O tratamento térmico do negro de carbono conduzido a temperaturas imediatamente acima de 1000°C apresenta um determinado efeito na estrutura nanométrica e morfologia. Elevando a temperatura acima de 2700°C, ou mais alta, demonstrou provocar um poderoso efeito na ordenação das camadas grafíticas e o crescimento dos cristais atinge um nível correspondente aos dados existentes para o negro de acetileno.

Os métodos de tratamento térmico são já conhecidos e consistem no aquecimento, num fomo de indução e numa atmosfera de gás inerte, a uma temperatura entre 1100°C e 2400°C com um tempo de permanência que pode variar de alguns minutos a várias horas.

Na patente US 4 351 815 é descrito um método para o tratamento térmico de negro de carbono num fomo com duas zonas de calor. Na primeira zona este é aquecido a uma temperatura entre 565°C e 760°C de modo a transformar qualquer oxigénio presente em dióxido de carbono e na segunda zona o mesmo é aquecido a uma temperatura entre 3 1400°C e 2400°C. O tempo de tratamento térmico pode variar de 9 segundos a 10 minutos.

Na patente DD 292 920 é descrito um método para produzir negro de carbono de qualidade superior a partir de negro de carbono de qualidade inferior, num reactor de plasma. É induzida uma entalpia de pelo menos 3 kWh/kg na matéria-prima com um intervalo de tempo reaccional entre 0,1 e 1 segundo, provocando, deste modo, a completa ou parcial sublimação do carbono. Neste processo o carbono está presente na sua forma gasosa e logo o processo tem que ser caracterizado como uma transformação da matéria-prima e não como um processo de tratamento térmico.

Na patente WO 94/17908 é descrito um método para transformar substâncias compostas de carbono, tais como o negro de carbono e a grafite, que apresentem uma estrutura nanométrica insatisfatória, num reactor de plasma. É fornecida uma energia entre 40 kW/h e 150 kW/h à matéria-prima com um tempo de permanência na câmara reaccional entre 2 e 10 segundos. O processo tem de ser caracterizado como uma transformação da matéria-prima e não como um processo de tratamento térmico. O objectivo da presente patente é fornecer um método melhorado, que seja termicamente eficaz e fácil de controlar, para o tratamento térmico de substâncias compostas por carbono e, especificamente, para todos as qualidades de negro de carbono de modo a obter uma maior ordem da estrutura nanométrica. Esta ordem na estrutura nanométrica pode ser determinada através de métodos de teste de padrão tais como a microscopia, e através da diffacção de Raios-X.

Um dos objectivos adicionais da patente é melhorar as qualidades de negro de carbono comerciais e outro destes objectivos é melhorar as substâncias compostas de carbono do tipo não grafitizado, as quais são, por exemplo, utilizadas na construção de eléctrodos.

Ainda outro objectivo adicional é poder utilizar a patente para conseguir atingir qualidades especiais que, até agora, não tenham sido produzidas ou as quais possam ser difíceis de produzir através dos processos de produção conhecidos, sem utilizar matcrias-primas muito caras, tais como o acetileno.

Um outro objectivo adicional da patente é fornecer um método o qual possa tratar grandes quantidades de matérias-primas num curto intervalo de tempo, o que toma o processo economicamente viável.

Os anteriores objectivos são alcançados através de um método que é caracterizado pelas propriedades apresentadas nas reivindicações desta patente.

Nos métodos convencionais conhecidos para realizar o tratamento térmico, o tempo de permanência da matéria-prima no fomo pode variar entre 10 segundos e várias horas. Tais processos não podem tratar grandes volumes num curto intervalo de tempo e logo não são processos economicamente viáveis. Foi feita a surpreendente descoberta que o tempo de tratamento térmico para partículas de carbono, tais como para as partículas de negro de carbono, pode ser drasticamente reduzido. Por meio de um tratamento térmico num processo de plasma, ou seja numa zona de plasma, pode ser conseguida uma ordem das camadas grafíticas idêntica à conseguida durante o aquecimento num fomo.

Numa zona de plasma, no entanto, é rapidamente obtida uma maior ordem da estrutura nanométrica após um tempo de permanência no intervalo de 0,1 segundo ou mesmo em intervalos menores. Foi provado que mesmo até um tempo de permanência de 0,05 segundos, ou menor, é suficiente para alcançar uma ordem satisfatória da estrutura nanométrica. Deste modo fica disponibilizado um método economicamente viável, dado que um grande volume pode ser tratado num curto intervalo de tempo.

Este tipo de tratamento térmico pode ser executado numa zona de plasma a qual pode ser criada numa tocha de plasma onde se forma um arco eléctrico entre os eléctrodos ou então numa zona de plasma que seja criada por indução térmica provocada, por exemplo, através do aquecimento a alta frequência de um gás.

Existem várias substâncias compostas de carbono, tais como o carvão, o coque, etc. que podem sofrer tratamento térmico, mas este processo destina-se cm primeiro lugar a qualidades de negro de carbono específicas de modo a obter uma qualidade especial. As partículas de carbono são alimentadas à zona de plasma através de um gás de transporte. Este gás de transporte também pode ser o próprio gás de plasma.

Pode ser utilizado como gás de transporte ou gás de plasma, um gás inerte tal como o Ar ou o Nj. Também pode ser utilizado um gás redutor tal como ο H2, ou um gás de processamento 0 qual seja uma mistura de H2 + CH4 + CO + CO2. Pode igualmente ser utilizada uma combinação destes gases. A patente será de seguida explicada em maior detalhe através de uma configuração a qual é ilustrada, numa forma puramente esquemática, na fig. 1 a qual representa o princípio do funcionamento de uma tocha de plasma com alimentação de uma matéria-prima à zona de plasma. O esquema ilustra o conceito básico de uma tocha de plasma permitindo assim a uma pessoa com experiência neste campo, desenvolver as soluções técnicas através da utilização de métodos já bem conhecidos. A tocha de plasma pode ser de concepção convencional. Uma possível concepção é a descrita na patente norueguesa n° 174450 = PCT/N092/00195 - WO 93/12633 da mesma entidade requerente. Esta tocha de plasma destina-se ao fornecimento de energia para processos químicos. A tocha de plasma ilustrada na figura 1 foi concebida com um eléctrodo externo 1 e um eléctrodo central 2. Os eléctrodo apresentam uma forma tubulares e estão colocados coaxialmente um dentro do outro. Os eléctrodos são sólidos e feitos de um material com um elevado ponto de fusão e com uma boa condutividade eléctrica tal como a grafite. Também podem ser utilizados eléctrodos de metal arrefecidos. Os eléctrodos podem ser alimentados com corrente contínua ou com corrente alterna. Em tomo dos eléctrodos, na área de operação do arco eléctrico, é colocada uma bobina 3 a qual é alimentada com corrente contínua, formando, deste modo, um campo magnético axial. O gás de plasma pode ser alimentado através do espaço anelar 4 entre os eléctrodos. O gás de plasma também pode ser o gás de transporte das partículas de carbono.

As partículas de carbono são deste modo feitas passar através do arco eléctrico, o que assegura deste modo que recebam uma exposição uniforme na zona de plasma 9. O tempo de permanência das partículas de negro de carbono no plasma 9 pode ser determinado com base na velocidade de fluxo do gás de plasma. O gás de transporte, contendo as partículas de carbono, pode ser introduzido, através de uma perfuração, no eléctrodo central 2 ou através de um tubo de alimentação 6 o qual se encontra coaxialmente localizado no eléctrodo central 2. A concepção de um tubo de alimentação é descrita na patente norueguesa N°. 174 180 = PCT/N092/00198 - WO 93/12634 da mesma entidade requerente. Este tubo de alimentação pode ser movido na direcção axial para permitir variar o posicionamento da saída relativamente à zona de plasma 9. O tempo de permanência das partículas de negro de carbono na zona de plasma 9 pode, deste modo, ser determinado com base na velocidade do fluxo de gás do gás de transporte e através da posição do tubo de alimentação em relação ao arco eléctrico de plasma.

Como exemplo de uma terceira alternativa, o gás de transporte contendo as partículas de carbono pode ser alimentado através de um ou mais tubos de alimentação 7, à zona ou sob a zona do arco eléctrico 9. Podem ser colocados vários tubos de alimentação ao longo da circunferência da câmara reaccional 8, a diferentes níveis e a distâncias crescentes dos eléctrodos 1, 2 da tocha de plasma. O tempo de permanência para as partículas de negro de carbono na zona de plasma 9 pode, deste modo, ser determinado dependendo de qual dos tubos de alimentação é utilizado. O plasma de alta temperatura é obtido através de um gás que é aquecido pelo arco eléctrico que se forma entre os eléctrodos. Numa zona de plasma deste tipo são atingidas temperaturas extremamente altas, de 3000°C a 20000 °C, e é nessa zona que o tratamento térmico é realizado. A tocha de plasma está disponível ligada a uma câmara reaccional 8 onde as substâncias tratadas termicamcntc podem scr arrefecidas, por exemplo, através da passagem de gás de plasma ou gás de transporte, o qual é assim aquecido e o qual pode ser reciclado e utilizado para a alimentação energética. Adicionalmente ao, ou como parte do, gás de arrefecimento, podem ser adicionadas substâncias químicas específicas de modo a conseguir posicionar determinados grupos funcionais químicos na superfície das partículas de carbono. Tais substâncias podem ser adicionadas numa zona em que a temperatura tenha descido até um valor determinado. Essas substâncias podem também ser adicionadas numa câmara localizada depois da referida zona. O resto do equipamento utilizado é o convencionalmente conhecido e inclui, além de um refrigerador, também equipamento de separação o qual pode consistir num ciclone ou num dispositivo de filtração no qual o carbono é separado. Uma concepção de um equipamento, tal como o referido, é descrita na patente norueguesa N°. 176 968 = PCT/N093/00057 - WO 93/20153 da mesma entidade requerente. O processo é essencialmente intensivo e livre de impurezas. O processo pode ser executado como um processo contínuo ou pode ser intermitentemente utilizado. O processo pode ser utilizado em conjunção com um processo já existente, por exemplo com um processo de forno a óleo ou com um processo de plasma. Também pode ser utilizado integrado num processo de plasma para a produção de negro de carbono desenvolvida pela mesma entidade requerente e descrito na patente norueguesa N°. 175 718 = PCT/N092/00196 - WO 93/12030. Neste processo os hidrocarbonetos são decompostos, através da energia proveniente de uma tocha de plasma, numa parte de carbono e em hidrogénio as quais são alimentadas, em fases subsequentes, a uma câmara reaccional com zonas para regular e controlar a qualidade dos produtos obtidos. Podem ser instaladas, no reactor, uma ou mais tochas de plasma adicionais onde pode ser realizado um processo de tratamento térmico, de acordo com a patente, ao negro de carbono anteriormente produzido. É induzida uma entalpia total de 1 a 10 kWh/kg, preferivelmente de 2 a 6 kWh/kg, nas partículas de negro de carbono que apresentam um tempo de permanência na zona de plasma no intervalo de 0,07 segundos a 0,01 segundos. Este processo provoca nas partículas dc negro dc carbono uma temperatura ate, mas não acima de, à temperatura de sublimação do carbono a qual é de 3700°C. A entalpia total que é induzida origina um aumento da energia total do sistema. Tanto o aquecimento do negro de carbono, como do gás de plasma e do gás de transporte, como também as perdas de calor estão incluídas no equilíbrio total. Para impedir o negro de carbono de evaporar, por sublimação, este não deve ser aquecido a temperaturas superiores a 3700°C.

A energia total fornecida a uma partícula de negro de carbono pode ser expressa pela seguinte equação: AG = ΔΗ - TAS onde AG - Energia livre de Gibbs = energia total fornecida AH - entalpia = energia térmica T - temperatura em K AS - entropia

Os dados de entalpia para o carbono permitem dizer que o AH pode ter um valor próximo de um máximo de 2 kWh/kg, de modo a manter a temperatura abaixo de 3700°C. A razão pela qual o fornecimento de mais energia não provoca a evaporação é que o tratamento térmico origina uma estrutura mais ordenada o que por sua vez significa que a entropia das partículas diminui. E deste modo possível que o AH, da equação acima, permaneça abaixo de 2 kWh/kg mesmo que a energia fornecida (AG) seja superior a 2 kWh/kg. O tempo de permanência deve ser entendido como o tempo que decorreu desde quando as partículas de negro de carbono foram expostas, na fase de transferência inicial de modo a absorverem energia, à zona de plasma ou à zona do arco eléctrico. As partículas de carbono apresentam um elevado grau de emissividade, e>0,9, e no decurso de um intervalo de tempo muito curto, o qual pode ser medido em milissegundos, elas atingem uma temperatura superior a 3000°C devido à radiação térmica do arco clcctríco c 9 possivelmente também dos eléctrodos. Num intervalo de tempo muito pequeno as partículas de carbono transferem alguma da sua energia absorvida ao gás dc plasma c/ou ao gás de transporte através de radiação térmica e condução térmica. O gás de plasma e o gás de transporte apresentam uma baixa emissividade, e <0,1, e deste modo a temperatura resultante das partículas de negro de carbono e do gás de plasma e gás de transporte alcança um valor inferior a 2000°C. A entalpia induzida e o tempo de permanência são ajustados para assegurar que as partículas de carbono não alcancem uma temperatura que seja suficientemente alta para que sofram sublimação, ou seja a temperatura deve ser mantida abaixo de 3700°C. A Figura 2 apresenta um diagrama da temperatura alcançada pelas partículas de carbono e para o gás de plasma e gás de transporte na zona de plasma, em função do tempo. A linha sólida representa a temperatura, em função do tempo, das partículas de carbono e a linha pontilhada representa a temperatura, em função do tempo, para o gás de plasma e gás de transporte a uma determinada entalpia total no intervalo de 5 kWh/kg de negro de carbono. A tabela 2 apresenta os valores para o La, Lc e d 002 em conjunto com o tempo de permanência e entalpia para várias qualidades de negro de carbono, antes e depois do tratamento térmico, com os parâmetros acima mencionados muna zona de plasma e com a utilização de tipos diferentes de gás de plasma.

Tabela 2 Propriedades estruturais do negro de carbono determinado por difraeção de raios X (Á) (CNRS - Centre de Recherche Paul Pascal, 1994)

Qualidade Tal como produzido Após o tratamento Gás de Tempo de Entalpia total (Á) térmico Plasma permanência (kWh/Kg (Â) (seg.) CB) do02 La2 Lc d<)02 La2 Lc Sevacarb Ml 3,51 35 16 3,39 75 76 h2 Fumex 3,57 30 18 3,41 71 57 N-765 Statex 3,55 32 17 3,42 77 71 N-550 Corax 3,54 30 16 3,40 71 59 0,03 4-6 N-220 Condutex 3,56 39 20 3,41 76 60 975 Condutex 3,56 33 16 3,45 67 41 SC Ensaco 3,55 40 22 3,43 65 48 Ar 0,06 10 Ensaco 3,55 40 22 3,44 66 48 Gás 0,02-0,06 3-5 processual Kvaemer 3,48 60 40 3,43 89 134 h2 0,03 8 Kvasrner 3,46 52 44 3,41 102 127 0,03 10 1

La2 de acordo com a fórmula de Scherrer

Durante o tratamento térmico os grupos funcionais químicos e impurezas que possam estar agarrados ou ligados à superfície das partículas de carbono irão ser reduzidos ou removidos. O tratamento térmico conduz a uma redução drástica da actividade superficial relacionada com a libertação de hidrogénio quimicamente ligado, de um nível de 2500 ppm para aproximadamente 100 ppm ou menos.

De modo a conseguir posicionar grupos funcionais químicos específicos na superfície das partículas dc carbono podem scr adicionadas substâncias específicas ao gás dc plasma e/ou ao gás de transporte. Estas podem ser substâncias oxidantes tais como o CO2. CO, 02, ar e H2O ou substâncias redutoras tais como ο H2, halogéneos, ácidos, etc. O negro de carbono termicamente tratado de acordo com o método descrito nesta patente pode ser comparado ao negro de carbono termicamente tratado durante várias horas num forno de indução. A tabela 3 apresenta valores para 0 La, Lc e d 002 para um tipo de negro de carbono antes e depois de sofrer tratamento térmico num forno de indução e para o mesmo negro de carbono depois de sofrer tratamento térmico no processo de plasma feito de acordo com esta patente.

Propriedades estruturais para o negro de carbono determinadas por difraeção de Raios-X (nm)

Tabela 3

La Lc d002 Negro de carbono não tratado 4,0 2,2 0,355 Termicamente tratado num forno de indução 7 5 0,341 Termicamente tratado numa zona de plasma 8,2 8 0,341

Dados do processo para 0 tratamento térmico numa zona de plasma: Gerador de plasma e câmara reaccional tais como foram descritos.

Material de alimentação: Negro de carbono lOkg/h Gás de transporte: Ar 3 Nm3/h Gás de plasma: Gás de processo: 3 Nm3/h Pressão no reactor: 2 bar Entalpia induzida: 2,9 - 4,8 kWh/kg Tempo de permanência: 0,09 seg. O gás de processo era constituído por: 50% H2,1,5% CH4,48% CO e 1,5% C02. A temperatura alcançada pelas partículas de carbono na zona de plasma é inferior a 3700°C e a temperatura resultante para o negro de carbono e gases é de aproximadamente 2000°C. A tabela 4 apresenta os valores de La, Lc e d 002 para uma qualidade de carbono antes e depois do tratamento térmico numa zona de plasma de acordo com a presente patente onde são utilizados dois gases de plasma diferentes.

Propriedades estruturais para 0 negro de carbono determinadas através de difracção de Raios-X (nm)

Tabela 4

La Lc d 002 Gás de plasma Antes do tratamento térmico 4 2,2 3,55 Após tratamento térmico 6,5 4,8 3,43 Ar Após tratamento térmico 6,6 4,8 3,44 Gás de processo O efeito do tratamento térmico irá originar propriedades melhoradas nos materiais em que o negro de carbono é utilizado como um aditivo. Na secção seguinte é feita referência a vários produtos onde são utilizadas qualidades especiais de negro de carbono obtidas através do tratamento térmico feito de acordo com esta patente.

Baterias de pilha seca:

Em pilhas secas convencionais são utilizados as qualidades de negro de acetileno ou altemativamente o “negro condutor especial”. Esta última qualidade é produzida pelo “processo de fomo de óleo” convencional seguido por uma fase de oxidação ou de tratamento térmico já conhecidas. A utilização de qualidades especiais dá origem a uma melhoria das capacidades destas substâncias como electrólitos, melhores características 13 de descarga, etc., com o resultado final de estas substâncias apresentarem propriedades que são semelhantes, embora não estejam ao mesmo nível, das do negro de acetileno.

Através do tratamento térmico, de acordo com esta patente, das qualidades de negro de carbono tradicionalmente produzidas numa zona de plasma, é obtido um grau adicional de ordem na estrutura nanomctrica, permitindo assim obter vedores que são ou iguais ou mais elevados dos alcançados pelo negro acetileno.

Negro de carbono electricamente condutor:

Foram desenvolvidas, para aplicações específicas, uma série qualidades de negro de carbono, tais como "condutor", "supercondutor" e "extracondutor". Estas qualidades conferem propriedades de condução eléctrica e anti-estática a misturas de polímeros mesmo quando adicionadas em pequenas quantidades. Estas qualidades de negro de carbono conferem uma condutividade óptima pois possuem um elevado grau estrutural, uma alta porosidade, um pequeno tamanho de partícula e uma superfície quimicamente pura. Para estas qualidades, um tratamento térmico de acordo com esta patente permite obter um grau de condutividade ainda melhor.

As qualidades de negro de carbono tradicionalmente utilizadas como, por exemplo, aditivos na borracha, podem ser melhoradas do mesmo modo do "negro condutor". Um tratamento térmico numa zona de plasma de acordo com esta patente irá limpar a superfície de óxidos e impurezas e irá melhorar a condutividade interna nas partículas de negro de carbono pois confere um maior grau de grafitização.

As substâncias compostas de carbono e não-grafíticas tais como o antracite, o coque de petróleo, o coque de alcatrão e outros, podem ser tratados de acordo com o método descrito na presente patente. Tais substâncias compostas de carbono são, por exemplo, frequentemente utilizadas como eléctrodos e em produção de materiais resistentes ao fogo após terem sofrido um processo de grafitização que envolve o tratamento térmico num fomo de calcinação. Um tratamento térmico de acordo com esta patente fornece uma alternativa ao processo de calcinação tradicional e irá fazer com que a distância média entre as camadas grafíticas, d 002, decaia de um valor de 0,344 nm até um valor dc 0,335 nm tal como na grafite.

Na tecnologia das pilhas de combustível, o tratamento térmico da substância constituinte do eléctrodo será um processo apropriado. Nas pilhas de combustível de ácido fosfórico (PAFC) e nas de polímero sólido (SPFC) a grafite é utilizada, com um catalisador de platina, servindo de ânodo e cátodo. Neste contexto é importante que os eléctrodos apresentem uma elevada condutividade eléctrica. Através do tratamento térmico, de acordo com esta patente, de substâncias compostas por carbono, o melhor nível de grafitização alcançado através de uma melhoria na ordem da estrutura nanométrica irá originar um aumento na condutividade eléctrica da substância.

Negro de carbono condutor térmico:

Em misturas de polímeros é desejável uma boa condutividade térmica para evitar os picos de calor e o sobreaquecimento e, o negro de carbono, que apresenta boas propriedades de condução térmica, desempenha um papel significativo para a alcançar. É já conhecido que a propriedade principal do negro de carbono que contribui para este efeito é um elevado grau de ordem, ou seja grafitização, sendo o negro de acetileno o melhor para este efeito. O tratamento térmico numa zona de plasma de acordo com a presente patente irá conferir este efeito a todas as qualidade de negro de carbono tradicionais conhecidas.

Lisboa, 2 1 FEV. 2001

Dr. Américo da $i??a Carvalho

Claims (5)

1 REIVINDICAÇÕES 1. Um método para obter uma maior ordem na estrutura nanométrica de partículas de carbono, especialmente para o negro de carbono, método este em que as partículas de carbono são alimentadas à zona de plasma através de um gás de transporte, onde as partículas de carbono sofrem um pós-tratamento numa zona de plasma (9), e em que a entalpia total, entre 1 a 10 kWh/kg, é fornecida às partículas de carbono, caracterizado por apresentar um tempo de permanência no intervalo de 0,07 segundos a 0,01 segundos e por apresentar uma razão entre o tempo de permanência e a entalpia, na zona de plasma (9), ajustada de um modo tal que as partículas de carbono são aquecidas a uma temperatura que promove a obtenção de uma ordem melhorada na estrutura nanométrica e que não excede os 3700°C, evitando assim a sublimação das partículas de carbono.

2. Um método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por apresentar uma entalpia, fornecida à substância composta de carbono, entre 2 e 6 kWh/kg.

3. Um método de acordo com as reivindicações 1-2, caracterizado por apresentar um tempo de permanência das partículas de carbono na zona de plasma (9) ajustado controlando a velocidade de fluxo do gás, tanto do gás de plasma como do gás de transporte ou controlando a velocidade de fluxo de gás, do gás de transporte, e a posição do tubo de alimentação (6) em relação à zona de plasma ou pela escolha de tubos de alimentação (7) os quais são utilizados para introdução das partículas de carbono e para o gás de transporte.

4. Um método de acordo com as reivindicações 1-3, caracterizado pela adição de um meio oxidante tal como CO2, CO, H2O, ar ou O2 ou de um meio redutor tal como ο H2 ou halogéneos ou ácidos, de modo a obter grupos funcionais químicos na superfície da substância composta de carbono estes meios podem ser o gás de plasma ou o gás de transporte ou podem ser adicionados ao gás de plasma ou transportador.

5. Um método de acordo com as reivindicações 1-4, caracterizado pelo facto do pós-tratamento ser conduzido em conjuntoprocesso de produção. com o Lisboa, 2 I FEV. 2001

Dr. AmÉrico fh Γ'"' Ag;-:; O:':.- : : . r.Cúv:;; .·/.·- ·.. „ Tfitóiò. c iò cj»t · 2)2 Carvalho .···.·'. -al ;v: λ C54 613