公开(公告)号：US07824646B2

公开(公告)日：2010-11-02

申请号：US11752954

申请日：2007-05-24

申请人： Mei Cai ,  Qingyuan Hu ,  Yunfeng Lu ,  Jing Tang

发明人： Mei Cai ,  Qingyuan Hu ,  Yunfeng Lu ,  Jing Tang

IPC分类号： C01B31/02

CPC分类号： C01B37/02 ,  C01B32/00

摘要： Mesoporous carbon and silica containing composites are prepared based on the co-assembly of a suitable surfactant in a liquid medium. When a low molecular weight carbonizable polymer and a silica precursor are added to the surfactant solution, a mixture of distinct phases of the materials is formed after solvent evaporation. A polymer/silica solid composite with highly organized mesopores is obtained after surfactant removal. This product has utility as a catalyst support or gas absorbent. And the polymer-silica composite can be easily converted successively to a mesoporous carbon-silica composite and to a bimodal mesoporous carbon material.

摘要翻译： 基于在液体介质中合适的表面活性剂的共组装制备介孔碳和二氧化硅的复合材料。 当向表面活性剂溶液中加入低分子量可碳化聚合物和二氧化硅前体时，在溶剂蒸发后形成不同相的混合物。 在去除表面活性剂之后，获得具有高度有组织的介孔的聚合物/二氧化硅固体复合物。 该产品具有催化剂载体或气体吸收剂的用途。 并且聚合物 - 二氧化硅复合材料可以容易地顺次地转化为介孔碳 - 硅复合材料和双峰介孔碳材料。

公开(公告)号：US20080039580A1

公开(公告)日：2008-02-14

申请号：US11752954

申请日：2007-05-24

申请人： Mei Cai ,  Qingyuan Hu ,  Yunfeng Lu ,  Jing Tang

发明人： Mei Cai ,  Qingyuan Hu ,  Yunfeng Lu ,  Jing Tang

IPC分类号： C01B31/02 ,  C01B33/12 ,  C08L61/06

CPC分类号： C01B37/02 ,  C01B32/00

摘要： Mesoporous carbon and silica containing composites are prepared based on the co-assembly of a suitable surfactant in a liquid medium. When a low molecular weight carbonizable polymer and a silica precursor are added to the surfactant solution, a mixture of distinct phases of the materials is formed after solvent evaporation. A polymer/silica solid composite with highly organized mesopores is obtained after surfactant removal. This product has utility as a catalyst support or gas absorbent. And the polymer-silica composite can be easily converted successively to a mesoporous carbon-silica composite and to a bimodal mesoporous carbon material.

摘要翻译： 基于在液体介质中合适的表面活性剂的共组装制备介孔碳和二氧化硅的复合材料。 当向表面活性剂溶液中加入低分子量可碳化聚合物和二氧化硅前体时，在溶剂蒸发后形成不同相的混合物。 在去除表面活性剂之后，获得具有高度有组织的介孔的聚合物/二氧化硅固体复合物。 该产品具有催化剂载体或气体吸收剂的用途。 并且聚合物 - 二氧化硅复合材料可以容易地顺次地转化为介孔碳 - 硅复合材料和双峰介孔碳材料。

公开(公告)号：US07892515B2

公开(公告)日：2011-02-22

申请号：US11752968

申请日：2007-05-24

申请人： Qingyuan Hu ,  Yunfeng Lu ,  Jing Tang ,  Mei Cai

发明人： Qingyuan Hu ,  Yunfeng Lu ,  Jing Tang ,  Mei Cai

IPC分类号： C04B26/12 ,  C01B33/12 ,  C01B31/00

CPC分类号： B01J20/28083 ,  B01J20/20 ,  B01J21/18 ,  B01J35/1061 ,  B01J37/0018 ,  B01J37/084 ,  C01B32/00

摘要： Carbon with mesopores (about two to fifteen nanometers in average pore size) is made using sucrose as a source of carbon, and silica and phosphoric acid as templates for the mesopore structure in the carbon. A silica sol is prepared in a water/ethanol medium and sucrose is dispersed in the sol. Phosphoric acid may be added to the sol to control pore size in the mesopore size range. The sol is dried, carbonized, and the silica and phosphate materials removed by leaching. The residue is a mesoporous carbon mass having utility as a catalyst support, gas absorbent, and the like.

摘要翻译： 使用蔗糖作为碳源制成具有介孔（平均孔径约2至15纳米）的碳，并且将二氧化硅和磷酸用作碳中的中孔结构的模板。 在水/乙醇介质中制备硅溶胶，并将蔗糖分散在溶胶中。 可以将磷酸加入到溶胶中以控制中孔尺寸范围内的孔径。 将溶胶干燥，碳化，并通过浸出除去二氧化硅和磷酸盐物质。 残留物是具有用作催化剂载体，气体吸收剂等的介孔碳质量。

公开(公告)号：US20100021366A1

公开(公告)日：2010-01-28

申请号：US11752968

申请日：2007-05-24

申请人： Qingyuan Hu ,  Yunfeng Lu ,  Jing Tang ,  Mei Cai

发明人： Qingyuan Hu ,  Yunfeng Lu ,  Jing Tang ,  Mei Cai

IPC分类号： C01B31/02

CPC分类号： B01J20/28083 ,  B01J20/20 ,  B01J21/18 ,  B01J35/1061 ,  B01J37/0018 ,  B01J37/084 ,  C01B32/00

摘要： Carbon with mesopores (about two to fifteen nanometers in average pore size) is made using sucrose as a source of carbon, and silica and phosphoric acid as templates for the mesopore structure in the carbon. A silica sol is prepared in a water/ethanol medium and sucrose is dispersed in the sol. Phosphoric acid may be added to the sol to control pore size in the mesopore size range. The sol is dried, carbonized, and the silica and phosphate materials removed by leaching. The residue is a mesoporous carbon mass having utility as a catalyst support, gas absorbent, and the like.

摘要翻译： 使用蔗糖作为碳源制成具有介孔（平均孔径约2至15纳米）的碳，并且将二氧化硅和磷酸用作碳中的中孔结构的模板。 在水/乙醇介质中制备硅溶胶，并将蔗糖分散在溶胶中。 可以将磷酸加入到溶胶中以控制中孔尺寸范围内的孔径。 将溶胶干燥，碳化，并通过浸出除去二氧化硅和磷酸盐物质。 残留物是具有用作催化剂载体，气体吸收剂等的介孔碳质量。

公开(公告)号：US08840816B2

公开(公告)日：2014-09-23

申请号：US13226733

申请日：2011-09-07

申请人： Qiangfeng Xiao ,  Mei Cai ,  Hiesang Sohn ,  Yunfeng Lu

发明人： Qiangfeng Xiao ,  Mei Cai ,  Hiesang Sohn ,  Yunfeng Lu

IPC分类号： B29B9/00 ,  B22F9/30 ,  B22F1/00 ,  C22C1/10

CPC分类号： B22F9/30 ,  B22F1/0048 ,  B22F2302/10 ,  B22F2302/25 ,  B22F2304/00 ,  B22F2998/10 ,  B29B9/00 ,  C22C1/1026

摘要： Spherical particles of one or more elemental metals and carbon are prepared from a precursor in the form of a metal oleate. The metal oleate precursor is dispersed in a liquid vehicle and aerosol droplets of the dispersed precursor are formed in a stream of an inert gas. The aerosol droplets are heated in the stream to decompose the oleate ligand portion of the precursor and form spherical particles that have a mesoporous nanocrystalline structure. The open mesopores of the spherical particles provide a high surface area for contact with fluids in many applications. For example, the mesopores can be infiltrated with a hydrogen absorbing material, such as magnesium hydride, in order to increase the hydrogen storage capacity of the particles.

摘要翻译： 由金属油酸盐形式的前体制备一种或多种元素金属和碳的球形颗粒。 金属油酸酯前体分散在液体载体中，并且分散的前体的气溶胶小滴以惰性气体流形成。 气溶胶液滴在流中被加热以分解前体的油酸酯配体部分并形成具有介孔纳米晶体结构的球形颗粒。 在许多应用中，球形颗粒的开放的中孔提供了与流体接触的高表面积。 例如，为了增加颗粒的储氢能力，可以用吸氢材料如氢化镁渗透介孔。

公开(公告)号：US20120300364A1

公开(公告)日：2012-11-29

申请号：US13116392

申请日：2011-05-26

申请人： Mei Cai ,  Yunfeng Lu ,  Zheng Chen

发明人： Mei Cai ,  Yunfeng Lu ,  Zheng Chen

IPC分类号： H01G9/155 ,  B32B5/16 ,  C01B31/04

CPC分类号： H01M4/587 ,  C01B32/30 ,  C01B32/324 ,  H01G11/24 ,  H01G11/32 ,  H01G11/42 ,  H01M4/133 ,  H01M4/661 ,  Y02E60/13 ,  Y10T428/2982

摘要： Hierarchically porous graphitic carbon particles are prepared by an aerosol process using a aqueous solution of a carbon precursor compound in which different sized particles or clusters of silicon oxide species are dispersed. The aerosol is heated to evaporate the solvent. The solid residue is carbonized and non-carbon species removed to obtain small porous particles of graphitic carbon. The interconnected, different size pores in the small carbon particles make them very useful as electrode materials in electrochemical devices, such as supercapcitors, in which efficient ion transport through the pores or the particles is required.

摘要翻译： 层状多孔石墨碳颗粒通过气溶胶法制备，其使用分散有不同尺寸的颗粒或氧化硅团簇的碳前体化合物的水溶液。 将气溶胶加热以蒸发溶剂。 固体残余物被碳化并除去非碳物质以获得小的石墨碳颗粒。 小碳颗粒中相互连接的不同尺寸的孔使得它们在电化学装置（例如超级电容器）中作为电极材料非常有用，其中需要有效的离子通过孔或颗粒传输。

公开(公告)号：US20100160153A1

公开(公告)日：2010-06-24

申请号：US12716360

申请日：2010-03-03

申请人： Mei Cai ,  Yunfeng Lu ,  Zhiwang Wu ,  Lee Lizhong Feng ,  Martin S. Ruthkosky ,  John T. Johnson ,  Frederick T. Wagner

发明人： Mei Cai ,  Yunfeng Lu ,  Zhiwang Wu ,  Lee Lizhong Feng ,  Martin S. Ruthkosky ,  John T. Johnson ,  Frederick T. Wagner

IPC分类号： H01M4/88 ,  B01J21/06 ,  B01J23/10 ,  B01J23/34 ,  B01J23/28 ,  B01J23/02 ,  B01J23/30

CPC分类号： H01M4/92 ,  C01G23/047 ,  C01G23/053 ,  C01G33/00 ,  C01P2006/12 ,  H01M4/8652 ,  H01M4/881 ,  H01M4/9075 ,  H01M4/925 ,  H01M2008/1095

摘要： Titanium oxide (usually titanium dioxide) catalyst support particles are doped for electronic conductivity and formed with surface area-enhancing pores for use, for example, in electro-catalyzed electrodes on proton exchange membrane electrodes in hydrogen/oxygen fuel cells. Suitable compounds of titanium and a dopant are dispersed with pore-forming particles in a liquid medium. The compounds are deposited as a precipitate or sol on the pore-forming particles and heated to transform the deposit into crystals of dopant-containing titanium dioxide. If the heating has not decomposed the pore-forming particles, they are chemically removed from the, now pore-enhanced, the titanium dioxide particles

摘要翻译： 氧化钛（通常为二氧化钛）催化剂载体颗粒被掺杂用于电子传导性并且形成有表面积增强孔，例如用于氢/氧燃料电池中的质子交换膜电极上的电催化电极中。 合适的钛和掺杂剂的化合物与成孔颗粒分散在液体介质中。 化合物以沉淀物或溶胶沉积在成孔颗粒上并加热以将沉积物转化成含掺杂剂的二氧化钛晶体。 如果加热没有使成孔颗粒分解，则它们从二氧化钛颗粒的现在的孔增强化学上被去除

公开(公告)号：US08784768B2

公开(公告)日：2014-07-22

申请号：US13116392

申请日：2011-05-26

申请人： Mei Cai ,  Yunfeng Lu ,  Zheng Chen

发明人： Mei Cai ,  Yunfeng Lu ,  Zheng Chen

IPC分类号： C01B31/02

CPC分类号： H01M4/587 ,  C01B32/30 ,  C01B32/324 ,  H01G11/24 ,  H01G11/32 ,  H01G11/42 ,  H01M4/133 ,  H01M4/661 ,  Y02E60/13 ,  Y10T428/2982

摘要： Hierarchically porous graphitic carbon particles are prepared by an aerosol process using a aqueous solution of a carbon precursor compound in which different sized particles or clusters of silicon oxide species are dispersed. The aerosol is heated to evaporate the solvent. The solid residue is carbonized and non-carbon species removed to obtain small porous particles of graphitic carbon. The interconnected, different size pores in the small carbon particles make them very useful as electrode materials in electrochemical devices, such as supercapacitors, in which efficient ion transport through the pores or the particles is required.

摘要翻译： 层状多孔石墨碳颗粒通过气溶胶法制备，其使用分散有不同尺寸的颗粒或氧化硅团簇的碳前体化合物的水溶液。 将气溶胶加热以蒸发溶剂。 固体残余物被碳化并除去非碳物质以获得小的石墨碳颗粒。 小碳颗粒中相互连接的不同尺寸的孔使得它们在电化学装置（例如超级电容器）中作为电极材料非常有用，其中需要有效的离子通过孔或颗粒传输。

公开(公告)号：US08728361B2

公开(公告)日：2014-05-20

申请号：US12828353

申请日：2010-07-01

申请人： Mei Cai ,  Yunfeng Lu ,  Hiesang Sohn ,  Qiangfeng Xiao

发明人： Mei Cai ,  Yunfeng Lu ,  Hiesang Sohn ,  Qiangfeng Xiao

IPC分类号： B29B9/00

CPC分类号： B01J13/02

摘要： Hollow, porous, spherical metal-carbon composite particles, having nanostructures, are prepared from suitable precursor solutions containing metal-organic ligand coordination complexes with template. Such precursors may be made for each elemental metal to be in the spherical particles. The precursor solution is atomized as an aerosol in an inert gas stream and the aerosol stream heated to decompose the organic ligand portion of the precursor leaving the spherical metal-carbon composite or metal alloy-carbon composite particles. The organic ligand serves as a structure directing agent in the shaping of the spherical particles after the ligand has been removed. Other materials may also be used as permanent or removed templates. The morphology of the particles may be altered for an application by varying the preparation and composition of the metal precursor material, and the optional use of a template.

摘要翻译： 具有纳米结构的空心多孔球状金属 - 碳复合材料颗粒由含有与模板的金属 - 有机配体配位配合物的合适的前体溶液制备。 这样的前体可以为每个元素金属制成球形颗粒。 前体溶液以惰性气流中的气溶胶雾化，加热气溶胶流分解前体的有机配体部分，离开球形金属 - 碳复合材料或金属合金 - 碳复合颗粒。 有机配体在去除配体后，用作球形颗粒成型中的结构导向剂。 其他材料也可用作永久或移除的模板。 可以通过改变金属前体材料的制备和组成以及任选使用模板来改变颗粒的形态以用于应用。

公开(公告)号：US20070037041A1

公开(公告)日：2007-02-15

申请号：US11462739

申请日：2006-08-07

申请人： Mei Cai ,  Yunfeng LU ,  Zhiwang WU ,  Lee Feng ,  Martin Ruthkosky ,  John Johnson ,  Frederick Wagner

发明人： Mei Cai ,  Yunfeng LU ,  Zhiwang WU ,  Lee Feng ,  Martin Ruthkosky ,  John Johnson ,  Frederick Wagner

IPC分类号： H01M4/86 ,  H01M4/90 ,  C01G23/047 ,  B01J23/00

CPC分类号： H01M4/92 ,  C01G23/047 ,  C01G23/053 ,  C01G33/00 ,  C01P2006/12 ,  H01M4/8652 ,  H01M4/881 ,  H01M4/9075 ,  H01M4/925 ,  H01M2008/1095

摘要： Titanium oxide (usually titanium dioxide) catalyst support particles are doped for electronic conductivity and formed with surface area-enhancing pores for use, for example, in electro-catalyzed electrodes on proton exchange membrane electrodes in hydrogen/oxygen fuel cells. Suitable compounds of titanium and a dopant are dispersed with pore-forming particles in a liquid medium. The compounds are deposited as a precipitate or sol on the pore-forming particles and heated to transform the deposit into crystals of dopant-containing titanium dioxide. If the heating has not decomposed the pore-forming particles, they are chemically removed from the, now pore-enhanced, the titanium dioxide particles.

摘要翻译： 氧化钛（通常为二氧化钛）催化剂载体颗粒被掺杂用于电子传导性并且形成有表面积增强孔，例如用于氢/氧燃料电池中的质子交换膜电极上的电催化电极中。 合适的钛和掺杂剂的化合物与成孔颗粒分散在液体介质中。 化合物以沉淀物或溶胶沉积在成孔颗粒上并加热以将沉积物转化成含掺杂剂的二氧化钛晶体。 如果加热没有使成孔颗粒分解，则它们从二氧化钛颗粒的现在的孔增强化学上被去除。