通过本发明制造的气凝胶或干凝胶中的杂质的总量 小于5重量％，且甚至更优选小于1重量％。该条件在如下时机特别如此；溶剂已经被除 去且在产生具有特定效用的最终材料所需的任何的网络（气凝胶或干凝胶）的后续改性之 前。
[0074] 优选地，本发明中使用的各石墨締和氧化石墨締具有高的电导率且允许大于 lOMA/cm 2、优选大于lOOMA/cm2或更高的电流密度的电流。因此，认为石墨締和氧化石墨締 的网络相比于现有的碳气凝胶显示优异的电导率和电流密度。
[0075] 另外，石墨締和氧化石墨締具有期望的固有机械特性，包括在低密度下的高强度、 刚度和柔性。该些性质使得石墨締和氧化石墨締对于许多工业应用是期望的，且将期望的 性质给予得到的气凝胶网络。
[0076] 气凝胶或干凝胶的形状可通过控制在凝胶化步骤过程中使用的容器的形状而控 审IJ。最终气凝胶的密度可通过改变石墨締或氧化石墨締在初始凝胶中的体积分数而控制。
[0077] 在优选的实施方式中，提供包括使用本方法制备的选自气凝胶和干凝胶的石墨締 网络的催化剂、催化剂载体、非反射板、吸收剂、过滤材料、气体吸附介质、水净化介质、用于 细胞生长和分化的基底和电化学装置电极。
[007引加热石墨締或氧化石墨締气凝胶/干凝胶
[0079] 根据本发明的另外的方面，提供加热石墨締或氧化石墨締气凝胶或干凝胶的方 法，包括如下步骤；a)提供石墨締气凝胶或干凝胶；和b)向其施加电流。
[0080] 可施加任意电流W影响加热。在优选的实施方式中，施加最高达1A、优选 3-500mA、更优选5-lOOmA、更优选6-18mA的电流。
[0081] 可施加任意电压W影响加热。在优选的实施方式中，施加最高达240V、优选 0. 5-150V、更优选5-100V、更优选10-30V的电压。
[00間在优选的实施方式中，达到最高达500A/cm2、优选0. lmA/cm2-100A/cm2、更优选 lmA/cm2-100mA/cm2、更优选 5mA/cm2-20mA/cm2 的电流密度。
[0083] 在进一步优选的实施方式中，达到最高达lOOV/cm、优选0. 001-20V/cm、更优选 0. 005-10V/cm、更优选 0. 1-lV/cm 的电场。
[0084] 电流、电流密度、电压和电场之间的关系可使用下面的方程解释。
[0085] I = V/R ;R = P L/A ; 0 = 1/ P J = 0 E ;和，E = -V/d [0086] 其中
[0087] I =电流/A ;V =电压/V J =电流密度/A/cm2;R =电阻/欧姆；P =电阻率/欧 姆；0 =电导率/S/m ;E =电场/V/m ;d =分开电极的距离/m ;L =长度/m ;A =垂直于电 流的横截面积/m。
[008引 优选地，分开电极的距离为0. l-50cm、优选l-20cm。更优选2-lOcm。
[0089] 优选地，电极的电极表面积为0. 5cm2-100cm2、优选lcm2-50cm2、更优选2cm 2-10cm2。 电极可为适合于所需的应用和气凝胶几何形状的金属导体的片、膜、椿、线、涂层、或其它形 态。在制造过程中，可使气凝胶围绕或对着电极（其可为多孔的W帮助机械互锁）凝胶化。 替代地，可在制造后将电极对着气凝胶压制或将其插入气凝胶中。优选惰性电极材料，例如 贵金属或导电碳。
[0090] 电场可随后使用下面的方程计算：
[0091] E = -V/d
[0092] 产生特定的加热效果所需的功率可如下校准。可使用常规的电源测量电压和可使 用常规的电流表测量在各温度下的电流。
[0093] 根据本发明，可将根据本发明制造的气凝胶和干凝胶在惰性气氛下加热到最高达 3273K、优选373K-1273K、更优选473K-773K的温度。如果气凝胶或干凝胶在空气中加热，它 们可被加热到最高达873K、优选373K-823K、更优选423K-773K、甚至更优选473K-723K的温 度。
[0094] 在惰性气氛中在高于约773K加热石墨締气凝胶或干凝胶（优选通过电加热）将 使任何聚合物结构碳化，形成接合点的更稳定的碳质结合。高于约2073K，石墨締可石墨化 并烙合到一起W形成具有高的石墨化程度的固有连续且坚固的结构。
[0095] 在本发明的另外的方面中，气凝胶或干凝胶的加热可通过在两个或更多个温度之 间循环而实施。从而，在本发明的一个方面中，循环在100 °c和1000°C之间、更优选在200°C 和600°C之间、甚至更优选在300°C和400°C之间实施。
[0096] 石墨締或氧化石墨締气凝胶和干凝胶提供高的电导率和热导率，W产生坚固的、 高表面积的网络，其可电加热。通过将石墨締或氧化石墨締气凝胶或干凝胶加工为期望的 形状，提供连续连接的均匀网络，电流可流动通过所述网络。由于在网络的分支中的焦耳加 热，局部温度通过内部加热始终升高。热扩散的需求被最小化，且温度的任何局部变化由于 石墨締的高的热导率而减少。此外，石墨締和氧化石墨締对于高温（即使在氧化条件下也 为至少500°C，且在惰性气氛中高得多的温度）是稳定的。网络中的温度可通过如下快速地 调节；改变电流或施加的电压W立即改变局部焦耳加热效果。另外，石墨締或氧化石墨締气 凝胶和干凝胶具有非常低的热容，帮助减少响应时间。
[0097] 温度可通过置于气凝胶或干凝胶中的、或在制造过程中嵌入的一个或多个外部热 电偶、或通过光学高温测定监测。
[009引在根据本发明的进一步的实施方式中，气凝胶或干凝胶本身的测量电阻可用作温 度的指示。
[0099] 可加热的气凝胶或干凝胶可W流通几何形状使用，其中气体或液体通过结构中的 孔，与石墨締表面（或任选地负载在石墨締表面上的额外材料）接触并因此被加热到期望 的温度。
[0100] 在一个实施方式中，石墨締或氧化石墨締气凝胶或干凝胶可用作加热器；非常高 的表面积、良好限定的温度和均匀的孔隙率/流动使得它成为特别有效的气体或或液体加 热器。
[0101] 在各温度下的电阻可由电流和电压值计算。所述温度可使用光学高温计、嵌入的 热电偶或本领域中已知的其它方法测量。结果将为气凝胶或干凝胶电阻和温度之间的校准 关系；该相关性将随着装置几何形状和气凝胶或干凝胶密度而变化。在操作中，电阻可随后 用于确定温度，且因此提供合适的反馈控制。该样，对于给定的气凝胶或干凝胶通过相应调 节施加的电压/电流可预先确定需要的加热。
[0102] 经加热的介质可进一步包括在网络内的温度下经历化学转变的分子，其任选地通 过石墨締或氧化石墨締表面本身或负载的催化剂催化。纯的石墨締或氧化石墨締表面W及 其上的缺陷可作为催化剂，或者表面可通过本领域已知的方法使用分子催化剂或其它纳米 粒子官能化。
[0103] 在又一实施方式中，石墨締或氧化石墨締表面（或改性）可作为吸着剂/过滤器， W净化气体/液体物流或存储其（一部分）。随后，加热石墨締或氧化石墨締气凝胶或干 凝胶将通过所捕获的物质的分解或解吸使吸着剂再生。可加热的石墨締或氧化石墨締气凝 胶和干凝胶提供例如W下的优点；快速且均匀的加热、快速的循环、存储的物质的快速的放 出、和最小的热劣化（热降解）。此外，准确的温度控制允许按类型将吸附的物质分级（分 馈）。
[0104] 在又一实施方式中，可加热的石墨締或氧化石墨締气凝胶或干凝胶可用作通过在 碳表面上局部激发温度相关的合成反应而将网络本身改性的方式。一些实例包括用于通过 与合适的蒸气的热反应和材料在石墨締或氧化石墨締上的成核、沉淀或聚合而对石墨締表 面化学改性（石墨締的官能化）的无溶剂反应。
[01化]该样的途径代表产生用于特定应用的改性的可电加热的网络的途径，作为对于更 常规的途径例如初始润湿、沉淀或电化学沉积的更受控的替代方案。它们提供了添加官能 组分（例如（电）催化剂、吸着剂、电极组分等）W及强化网络和调节其物理特性的方式。
【具体实施方式】
[0106] 总则
[0107] 术语"包括"涵盖"包含"W及"由……组成"，如"包括"X的组合物可排它地由X 组成，或可包含额外的某物，如壯Y。
[0108] 与数值X有关的术语"约"指例如X+10 %。
[0109] 措辞"基本上"不排除"完全地"，例如，"基本上没有"Y的组合物可完全没有Y。当 必要时，措辞"基本上"可从本发明的定义中省略。
[0110] 如本文中使用的术语"烷基"指的是直链或支链的饱和单价姪基，具有给出的碳原 子数。作为非限制性实例，合适的烷基包括丙基、了基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基 等。
[0111] 如本文中使用的术语"石墨締单层"指的是石墨締的单片。
[0112] 如本文中使用的术语"石墨締"优选指的是由10个或更少原子层（优选少于5层， 优选一层）的石墨締单层构成的石墨締。
[0113] 如本文中使用的术语"氧化石墨締单层"指的是具有存在于石墨締的表面的一种 或多种氧化物基团的石墨締的单片。
[0114] 如本文中使用的术语"氧化石墨締"优选指的是由10个或更少原子层（优选少于 5层，优选一层）的石墨締单层构成的石墨，所述层的至少一个含有存在于其表面上的