[发明专利]碳材料通过气液传质的原位生产和功能化及其用途

权利要求书

1.一种制备固体碳材料的方法，其包括：

将包含至少一种液态有机化合物的液体输送到反应器的反应区中；

将包含至少一种气态有机化合物的气体输送到所述反应器的所述反应区中；和

引发所述至少一种液态有机化合物和所述至少一种气态有机化合物之间的化学反应，其中：

所述化学反应发生在所述反应器的所述反应区中；

所述固体碳材料通过所述反应来制备；

所述固体碳材料在所述反应期间以分散体的形式来制备，所述分散体包含分散在所述液体中的所述固体碳材料；和

所述化学反应是均相反应，包括所述固体碳材料在所述反应器的所述反应区中的均相成核。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述化学反应包括气液传质。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述气体的组成不同于所述液体的组成。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一种气态化合物的组成不同于所述至少一种液态有机化合物的组成。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述化学反应不发生在催化剂上或催化剂处。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法不包括在固体衬底上使所述固体碳材料异相成核。

7.根据权利要求1所述的方法，其中输送所述液体的步骤通过第一输入流进入所述反应区来进行，输送所述气体的步骤通过第二输入流进入所述反应区来进行；其中第一流路径和所述第二输入流不同并且物理上分开。

8.根据权利要求1所述的方法，其中输送所述液体的步骤和输送所述气体的步骤同时进行，或者输送所述气体的步骤在所述液体输送到所述反应区之后进行。

9.根据权利要求1所述的方法，其中当存在于所述反应区中时，所述固体碳材料保持分散在所述液体中。

10.根据权利要求1所述的方法，其中在输送所述液体的步骤期间和输送所述气体和引发所述化学反应的步骤之前，所述液体基本上不含固体碳材料。

11.根据权利要求1所述的方法，其中在输送所述液体的步骤期间和输送所述气体和引发所述化学反应的步骤之前，所述液体基本上不含固体颗粒并且基本上不是胶体、悬浮液或溶胶材料。

12.根据权利要求1所述的方法，其中所述固体碳材料仅在所述反应器的所述反应区中形成。

13.根据权利要求1所述的方法，其中当在其他等同步骤和条件下进行所述方法而没有输送所述气体的步骤时，制备不出所述固体碳材料。

14.根据权利要求1所述的方法，其中输送所述气体包括将所述气体夹带在所述液体中、将所述气体注入所述液体中、将所述气体鼓泡到所述液体中，或这些方式的组合。

15.根据权利要求1所述的方法，其中在输送所述气体的步骤期间，将所述气体直接输送到所述反应区中。

16.根据权利要求1所述的方法，其中引发所述化学反应的步骤包括在所述液体中引发剪切力。

17.根据权利要求1所述的方法，其中引发所述化学反应的步骤包括搅动或搅拌所述反应区中的所述液体和所述气体，任选地在压力下进行。

18.根据权利要求1所述的方法，其中：

所述反应器是空化反应器；

所述反应区是所述空化反应器的空化区；和

所述方法包括在所述空化反应器的所述空化区内的液体中形成空化气泡。