[发明专利]生产用于纳米工程碳材料的前体溶液和溶胶凝胶的方法以及由其形成的纳米工程碳材料

摘要

在此提供了制造纳米工程碳材料（如碳气凝胶和碳干凝胶）的方法，以及制造用于制备该纳米工程碳材料的前体溶液和溶胶凝胶的方法。一种用于制备前体溶液的方法包括将一种交联剂程序地加入到一种包含间苯二酚化合物的组分混合物中。一种用于制备溶胶凝胶的方法包括对前体溶液进行至少一种热处理。还提供了用于由前体溶液以及溶胶凝胶生产纳米工程碳材料的方法。还披露了用于使用这些纳米工程碳材料的方法。所得到的纳米工程碳材料可以在一系列产品（包括超级电容器应用、高表面积电极、燃料电池、和脱盐系统）中使用。

主权项

一种生产前体溶液的方法，该方法包括：形成至少一种组分混合物，该组分混合物包含水、至少一种间苯二酚化合物、以及至少一种催化剂；将该至少一种组分混合物加热至范围从30℃至99℃的温度以便形成一种经加热的组分混合物；并且通过一种程序加入法将至少一种交联剂加入到该经加热的组分混合物中，该程序加入法包括：一个任选的划分步骤，其中将该至少一种交联剂划分为多个批次；一个混合步骤，其中通过将该至少一种交联剂的多个批次中的一个加入到该经加热的组分混合物中来形成一种溶液；一个冷却步骤，其中将该溶液冷却到范围从30℃至99℃的温度；一个任选的重复步骤，其中必须重复这些混合以及冷却步骤以消耗所有的剩余的多个批次的该至少一种交联剂以便形成一种最终溶液；并且其中每个批次包括一个量的该至少一种交联剂，其足以防止由于该混合步骤中发生的反应而引起的最大的温度升高超过10℃/分钟；将该最终溶液的温度保持在范围从45℃至55℃的温度下持续范围从15分钟至480分钟的一个量的时间；并且将该最终溶液冷却到小于40℃的温度。