DE19843241A1 - Mesoporous aluminum oxide, useful as catalyst, catalyst support or adsorbent, obtained by hydrolysis of aluminum alkoxide in non-aqueous solvent in presence of carboxylic acid tert. amine pore regulator - Google Patents
Mesoporous aluminum oxide, useful as catalyst, catalyst support or adsorbent, obtained by hydrolysis of aluminum alkoxide in non-aqueous solvent in presence of carboxylic acid tert. amine pore regulatorInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft mesoporöse, oberflächenreiche Aluminiumoxide, die als Katalysatoren, als Trägermaterial für Katalysatoren und als Adsorbentien eingesetzt werden können sowie ein Verfahren zu deren Herstellung.The invention relates to mesoporous, surface-rich Aluminum oxides, which act as catalysts, as a support material for Catalysts and can be used as adsorbents and a process for their production.
Kristalline Aluminiumoxid/hydroxid-Phasen (Tabelle 1) besitzen Texturporosität, die durch Makroporen (5-30 nm Durch messer) mit einer breiten Radienverteilung charakterisiert ist. Die BET-Oberflächen liegen im Bereich von 200-300 m2/g. Crystalline aluminum oxide / hydroxide phases (Table 1) have texture porosity, which is characterized by macropores (5-30 nm diameter) with a broad radius distribution. The BET surface areas are in the range of 200-300 m 2 / g.
Hydrargillit läßt sich bei 100°C zu Böhmit dehydratisie ren und wandelt sich bei 150°C in wasserfreies γ-Al2O3 um, bei Temperaturen oberhalb 800°C in α-Al2O3.Hydrargillite can be dehydrated to boehmite at 100 ° C and converts to anhydrous γ-Al 2 O 3 at 150 ° C, to α-Al 2 O 3 at temperatures above 800 ° C.
Die Aluminiumverbindungen der γ-Serie finden nach Dehy dratisierung bzw. per se (γ-Al2O3) als Katalysator, als Träger für Katalysatoren und als Adsorbentien für die Chromatographie Verwendung, aber auch als Bestandteil von mineralischen Fasern (z. B. Produkt Saffil von ICI). Mikrokristalline Aluminiumhy droxide werden in der kosmetischen Industrie als Zusatz zu Zahnpasten, als Füllmittel sowie in der Glasindustrie als Zusatz zur Schmelze (2-4 Ma.%) verwendet.The aluminum compounds of the γ series are used after dehydration or per se (γ-Al 2 O 3 ) as a catalyst, as a support for catalysts and as adsorbents for chromatography, but also as a component of mineral fibers (e.g. product Saffil from ICI). Microcrystalline aluminum hydroxides are used in the cosmetic industry as an additive to toothpaste, as a filler and in the glass industry as an additive to the melt (2-4% by mass).
Die Synthese von Aluminiumoxid-Aerogelen mit spezifischen Oberflächen von ca. 500 m2/g wurde in der offenen Literatur beschrieben (C.-M. Chen et al. Stud. Surf. Sci. Catal. 1995, 91, 427). Die Porenstruktur dieser Materialien kam jedoch ebenfalls nur durch Textureffekte zustande.The synthesis of aluminum oxide aerogels with specific surfaces of approximately 500 m 2 / g has been described in the open literature (C.-M. Chen et al. Stud. Surf. Sci. Catal. 1995, 91, 427). However, the pore structure of these materials also came about only through texture effects.
Die Synthese von silikatischen, mesoporösen Materialien
ist in den US-A-5,057,296 und 5,098,684 beschrieben. Die Oxide
sind folgendermaßen charakterisiert:
The synthesis of silicate, mesoporous materials is described in US-A-5,057,296 and 5,098,684. The oxides are characterized as follows:
- 1. sie sind anorganisch,1. they are inorganic,
- 2. sie sind porös mit einheitlichen Poren im Bereich von 1,3- 20 nm. Die Porengröße liegt zwischen derjenigen der Zeolithe und der amorphen Oxide,2. they are porous with uniform pores in the range of 1.3- 20 nm. The pore size is between that of the zeolites and the amorphous oxides,
- 3. sie sind kristallin, insoweit, als sie in der calcinierten Form ein Röntgenbeugungsdiagramm aufweisen mit wenigstens einem Peak, dessen Position bei 2Θ ca. 4,9 grd (CuKα-Strah lung) einem d-Wert < 1,8 nm entspricht und damit dem d(100)- Wert des Elektronenbeugungsdiagramms,3. They are crystalline insofar as they are calcined Have an x-ray diffraction pattern with at least a peak, whose position at 2Θ approx. 4.9 grd (CuKα-Strah lung) corresponds to a d value <1.8 nm and thus the d (100) - Value of the electron diffraction diagram,
- 4. sie besitzen keine Schichtstruktur, sondern eine hexagonale Anordnung sich nicht kreuzender, paralleler Poren,4. They do not have a layer structure, but a hexagonal one Arrangement of non-crossing, parallel pores,
- 5. sie besitzen eine große Oberfläche (500-1000 m2/g), deren hauptsächlicher Anteil durch die Porenwandflächen repräsen tiert wird,5. they have a large surface area (500-1000 m 2 / g), the main part of which is represented by the pore wall surfaces,
- 6. sie weisen eine Adsorptionskapazität für Benzol von minde stens 15 Ma.-% auf (bei 25°C und 50 Torr Benzoldampfdruck),6. They have an adsorption capacity for benzene of at least at least 15% by mass (at 25 ° C and 50 Torr benzene vapor pressure),
-
7. ihre Synthese erfolgt unter Zuhilfenahme eines organischen
porenregulierenden Zusatzes (PRZ)(hier: Templat R) der allge
meinen Struktur,
worin Q = N oder P ist, R1 oder R2 oder R3 oder R4 einen Aryl- oder Alkylrest aus 6-36 C-Atomen oder Kombinationen davon re präsentieren und die restlichen 3 Gruppen aus R1-R4 entweder Wasserstoff oder Alkylreste von 1-5 C-Atomen oder Kombinatio nen aus beiden darstellen.7. They are synthesized with the aid of an organic pore-regulating additive (PRZ) (here: template R) of the general structure,
where Q = N or P, R 1 or R 2 or R 3 or R 4 present an aryl or alkyl radical of 6-36 carbon atoms or combinations thereof and the remaining 3 groups from R 1 -R 4 either hydrogen or Represent alkyl residues of 1-5 carbon atoms or combinations of both.
In einer verbesserten Methode (US-A-5,108,725) wird die zusätzliche Verwendung eines weiteren PRZ beschrieben, ausge wählt aus der Gruppe (1) aromatischer KW-Stoffe und Amine von C5-C20 sowie halogen- und C1-C14-alkyl-substituierter Derivate davon, (2) cyclischer, aliphatischer KW-Stoffe und Amine von C5-C20, einschließlich halogen- und C1-C14 substituierter Deri vate davon, (3) polycyclischer, aliphatischer KW-Stoffe und Amine von C6-C20 einschließlich halogen- und C1-C14 alkylsub stituierter Derivate davon, (4) geradkettiger und verzweigter KW-Stoffe und Amine C3-C16, inklusive halogen- und C1-C14 alkyl substituierter Derivate davon sowie (5) Kombinationen aus (1) -(4). Als Lösungsmittel für die organischen PRZ werden C1-C6- Alkohole, C1-C6 Diole und/oder Wasser, bevorzugt Wasser, einge setzt.In an improved method (US Pat. No. 5,108,725), the additional use of a further PRZ is described, selected from the group (1) of aromatic KW substances and amines of C 5 -C 20 and halogen and C 1 -C 14 - alkyl-substituted derivatives thereof, (2) cyclic, aliphatic KW substances and amines from C 5 -C 20 , including halogen and C 1 -C 14 substituted derivatives thereof, (3) polycyclic, aliphatic KW substances and amines from C 6 -C 20 including halogen and C 1 -C 14 alkyl substituted derivatives thereof, (4) straight-chain and branched KW substances and amines C 3 -C 16 , including halogen and C 1 -C 14 alkyl substituted derivatives thereof and (5) Combinations of (1) - (4). C 1 -C 6 alcohols, C 1 -C 6 diols and / or water, preferably water, are used as solvents for the organic PRZ.
Durch die beschriebenen Verfahren lassen sich keine meso porösen Aluminiumoxide herstellen, da im Gegensatz zu den Kieselsäureestern, die für die Synthese silikatischer mesopo röser Materialien eingesetzt werden und eine Kondensation in wäßriger Lösung erlauben, Aluminiumalkoxide in Wasser hydroly sieren und als Al(OH)3-Niederschläge ausfallen.No mesoporous aluminum oxides can be produced by the described processes, because in contrast to the silicic acid esters, which are used for the synthesis of silicate mesoporous materials and allow condensation in aqueous solution, aluminum alkoxides are hydrolyzed in water and as Al (OH) 3 - Precipitation fail.
Die von Bagshaw und Pinnavaia (Angew. Chem. 1996, 108, 1180) durchgeführten Synthesen von mesoporösem Aluminiumoxid in wäßriger Phase wurden in Gegenwart nichtionischer, polyme rer Verbindungen als PRZ erhalten, wobei ein hoher Anteil von 25 Ma.% PRZ notwendig war. Die erhaltenen Aluminiumoxide besa ßen nach Entfernung der PRZ Porendurchmesser im Bereich von 2- 8 nm, BET-Oberflächen von 420-535 m2/g und Mesoporenvolumina von 0,21-0,68 cm3/g, wiesen aber eine "wurmartige" Kanalstruk tur auf, die keine periodische Ordnung des Materials erkennen ließ.The syntheses of mesoporous aluminum oxide in aqueous phase carried out by Bagshaw and Pinnavaia (Angew. Chem. 1996, 108, 1180) were obtained in the presence of nonionic, polymeric compounds as PRZ, a high proportion of 25% by weight PRZ being necessary. After removal of the PRZ, the aluminum oxides obtained had pore diameters in the range of 2-8 nm, BET surface areas of 420-535 m 2 / g and mesopore volumes of 0.21-0.68 cm 3 / g, but had a "worm-like" Channel structure that showed no periodic order of the material.
Der von Vaudry et al. (F. Vaudry et al., Chem. Mater.
1996, 8, 1451-1464) beschrittene Syntheseweg verwendet als PRZ
Carbonsäuren von C3 bis C18 und als Lösungsmittel Alkohole von
C1-C9. Die Synthese läßt sich nach Angaben der Autoren auch in
Formamid oder Kohlenwasserstoffen (z. B. Pentan) durchführen.
Allen von Vaudry et al. beschriebenen Synthesen ist gemeinsam,
daß mesoporöse Produkte mit thermischer Stabilität bis 600°C
erst nach ca. 1-2-tägiger Synthesezeit bei einer Temperatur
von 100-110°C und vorhergehender Alterung des Synthesegemi
sches von 5 min bis 24 h erzielt werden. Die Teilschritte der
Synthese sind
The method described by Vaudry et al. (F. Vaudry et al., Chem. Mater. 1996, 8, 1451-1464) the synthetic route followed uses carboxylic acids from C 3 to C 18 as PRZ and alcohols from C 1 -C 9 as solvent. According to the authors, the synthesis can also be carried out in formamide or hydrocarbons (e.g. pentane). All of Vaudry et al. The syntheses described have in common that mesoporous products with thermal stability up to 600 ° C can only be achieved after a 1-2 day synthesis time at a temperature of 100-110 ° C and prior aging of the synthesis mixture from 5 min to 24 h. The sub-steps of the synthesis are
- 1. die Hydrolyse der Al-Alkoxid-Verbindung mit der 3-fachen molaren Menge Wasser,1. hydrolysis of the Al alkoxide compound with 3 times molar amount of water,
- 2. Rühren der Suspension für die Zeitdauer von 1 h,2. stirring the suspension for a period of 1 h,
- 3. Zugabe des PRZ,3. addition of the PRZ,
- 4. Altern,4. Aging,
- 5. Synthese für die Dauer von 2-11 Tagen bei 80-200°C,5. Synthesis for 2-11 days at 80-200 ° C,
- 6. Filtern, Waschen und Trocknen des Produktes und6. Filtering, washing and drying the product and
- 7. Calcinieren des Produktes zur thermischen Zersetzung des PRZ.7. Calcining the product for thermal decomposition of the PRZ.
Es ist bekannt, daß die Hydrolyseprodukte des Aluminium- Monomeren in Wasser ihre Eigenschaften je nach Alter des Nie derschlags ändern und je nach den Hydrolysebedingungen Alumi niumoxide mit unterschiedlichen texturellen und morphologi schen Eigenschaften gebildet werden.It is known that the hydrolysis products of aluminum Monomers in water their properties depending on the age of the never change and depending on the hydrolysis conditions Alumi nium oxides with different textural and morphological properties are formed.
Die bisher bekannten und beschriebenen Verfahren sind zeitlich und energetisch aufwendig, benötigen einen hohen Anteil an PRZ (bis 30 Mol.%) und führen bereits im Verlaufe des ersten, sensiblen Teilschrittes des Verfahrens, nämlich der Hydrolyse des Aluminiumalkoxids, zu schlecht charakteri sierten Fällprodukten, die bei weiterer Synthese außerordent liche Qualitätsunterschiede der mesoporösen Oxide zur Folge haben.The previously known and described methods are time and energy consuming, require a high Proportion of PRZ (up to 30 mol.%) And lead in the course the first, sensitive sub-step of the process, namely hydrolysis of aluminum alkoxide, too bad character precipitated products, which are extraordinary in further synthesis difference in quality of the mesoporous oxides to have.
Die Erfindungsaufgabe bestand darin, besser strukturierte und einheitlich mesoporöse Aluminiumoxide zu entwickeln sowie ein verbessertes, kostengünstigeres Verfahren der Synthese von mesoporösem Aluminiumoxid.The task of the invention was to be more structured and to develop uniformly mesoporous aluminum oxides as well an improved, less expensive method of synthesizing mesoporous alumina.
Es wurde überraschend gefunden, daß sich bei Verwendung von Carbonsäure-Amin-Gemischen als PRZ durch kontrollierte Hydrolyse einer monomeren Aluminiumverbindung bereits bei Raumtemperatur innerhalb von wenigen Minuten mesoporöses Alu miniumoxid bildet. Die als PRZ eingesetzten "Salze" einer Carbonsäure und eines Amins besitzen offensichtlich struktur dirigierende Eigenschaften sowohl durch die von der Säure ausgehende Micellbildung als auch durch die tertiäre bzw. quartäre Aminstruktur, so daß die Koordination monomerer bzw. oligomerer Hydrolyseprodukte des Aluminiums nicht direkt an die Carboxylatreste erfolgt. Es ergibt sich eine leichte Ent fernbarkeit des PRZ durch Calcinieren der getrockneten mesopo rösen Produkte bei maximal 550°C. Das Verfahren wird im wei teren MESOX-Verfahren genannt (Mesoporous Oxide).It has surprisingly been found that when used of carboxylic acid-amine mixtures as PRZ by controlled Hydrolysis of a monomeric aluminum compound already at Room temperature within a few minutes of mesoporous aluminum forms minium oxide. The "salts" used as a PRZ Carboxylic acid and an amine obviously have structure directing properties by both the acid outgoing micelle formation as well as through the tertiary or quaternary amine structure, so that the coordination of monomeric or oligomeric hydrolysis products of aluminum do not directly the carboxylate residues take place. There is a slight ent PRZ can be removed by calcining the dried mesopo products at a maximum of 550 ° C. The procedure is in white called MESOX process (Mesoporous Oxide).
Erfindungsgemäß bereitgestellt werden somit
mesoporöse Aluminiumoxide, gekennzeichnet durch
According to the invention, mesoporous aluminum oxides, characterized by
- A) einheitliche Mesoporen mit einem Mindestdurchmesser von 1 nm und einen mittleren Durchmesser von 2-5 nmA) uniform mesopores with a minimum diameter of 1 nm and an average diameter of 2-5 nm
- B) BET-Oberflächen von 500-900 m2/gB) BET surface areas of 500-900 m 2 / g
- C) Porenvolumina von 0,4 bis 1,0 cm3/gC) pore volumes of 0.4 to 1.0 cm 3 / g
- D) thermische Stabilität in dem Sinne, daß sich in Röntgen- Guinier-Aufnahmen bis 1000°C keine Beugungsreflexe kri stalliner Aluminiumoxid-Phasen nachweisen lassen.D) thermal stability in the sense that X-ray Guinier recordings up to 1000 ° C no diffraction reflexes Have stable aluminum oxide phases detected.
Die neuen mesoporösen Aluminiumoxide mit einem hohen Grad an Strukturiertheit können als Katalysatoren, Katalysatorträ ger oder Adsorbentien eingesetzt werden.The new mesoporous aluminum oxides with a high degree Structuredness can be used as catalysts, catalyst carriers ger or adsorbents are used.
Das ebenfalls erfindungsgemäße MESOX-Verfahren zur Her stellung der neuen Aluminiumoxide beruht auf der Strukturie rung einer durch kontrollierte Wasserzugabe hydrolysierten, monomeren Aluminiumverbindung unter Zusatz eines PRZ in einem nichtwäßrigen Lösungsmittel. Die Strukturierung erfolgt durch Kondensationsreaktionen, die durch den PRZ zu nicht-lamellarem Aluminiumoxid mit einheitlichen Mesoporen führen.The MESOX process according to the invention for the manufacture of Position of the new aluminum oxides is based on the structure a hydrolyzed by controlled water addition, monomeric aluminum compound with the addition of a PRZ in one non-aqueous solvents. The structuring is done by Condensation reactions caused by the PRZ to become non-lamellar Guide alumina with uniform mesopores.
Im einzelnen ist das erfindungsgemäße MESOX-Verfahren zur
Herstellung mesoporöser Aluminiumoxide dadurch gekennzeichnet,
daß ein monomeres Aluminiumalkoxid durch kontrollierte Wasser
zugabe in Gegenwart eines porenregulierenden Zusatzes (PRZ)
aus
In particular, the MESOX process according to the invention for the production of mesoporous aluminum oxides is characterized in that a monomeric aluminum alkoxide is produced by controlled addition of water in the presence of a pore-regulating additive (PRZ)
-
a) einer äquimolaren Mischung aus einer oder mehreren, gesät
tigten oder ungesättigten Mono- oder Dicarbonsäuren mit 5 bis
21 Kohlenstoffatomen und einem oder mehreren tertiären Aminen
der Formel (I)
NR2R3R4 (I)
worin R2, R3 und R4 gleich oder verschieden sein können und C1-C20-Alkyl und C1-C10-Hydroxyalkyl sind, oder a) an equimolar mixture of one or more saturated or unsaturated mono- or dicarboxylic acids having 5 to 21 carbon atoms and one or more tertiary amines of the formula (I)
NR 2 R 3 R 4 (I)
wherein R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different and are C 1 -C 20 alkyl and C 1 -C 10 hydroxyalkyl, or -
b) von Alkylammoniumsalzen der allgemeinen Formel (II)
R1COO- [HNR2R3R4]+ (II)
worin R1 ein Alkylrest oder ein gesättigter oder ungesättigter Carbonsäurerest mit jeweils 5 bis 21 Kohlenstoffatomen ist, und R2, R3 und R4 haben die oben genannte Bedeutung,
in einem nichtwäßrigen Lösungsmittel bei Temperaturen von Raumtemperatur bis 100°C über einen Zeitraum von 1 bis 60 Minuten ausgefällt wird, das gefällte und abgetrennte Produkt getrocknet und der porenregulierende Zusatz entfernt wird.b) of alkylammonium salts of the general formula (II)
R 1 COO - [HNR 2 R 3 R 4 ] + (II)
wherein R 1 is an alkyl radical or a saturated or unsaturated carboxylic acid radical each having 5 to 21 carbon atoms, and R 2 , R 3 and R 4 have the meaning given above,
in a non-aqueous solvent at temperatures from room temperature to 100 ° C for a period of 1 to 60 minutes, the precipitated and separated product is dried and the pore-regulating additive is removed.
Unter dem Begriff "kontrollierte Wasserzugabe" wird ver standen, daß die zur Hydrolyse der monomeren Aluminiumverbin dung notwendige Menge nacheinander ohne wesentlichen Überschuß zur Lösung des PRZ vor dem nachfolgenden Zusatz der monomeren Aluminiumverbindung gegeben wird, oder das Synthesegemisch (Lösung des PRZ + monomere Aluminiumverbindung) über den ge samten Fällungs- und Strukturierungszeitraum mit einer wasser dampfgesättigten Atmosphäre in Kontakt gebracht wird.Under the term "controlled water addition" is ver stood that for the hydrolysis of the monomeric aluminum compound the necessary amount in succession without substantial excess to dissolve the PRZ before the subsequent addition of the monomers Aluminum compound is given, or the synthesis mixture (Solution of the PRZ + monomeric aluminum compound) via the ge entire precipitation and structuring period with a water vapor-saturated atmosphere is brought into contact.
Als Monomere des Aluminiums werden Alkoxide eingesetzt.
Für die vollständige Hydrolyse des monomeren Aluminiumalkoxids
wird entsprechend Gleichung (I) die dreifache molare Menge an
Wasser benötigt
Alkoxides are used as monomers of aluminum. For the complete hydrolysis of the monomeric aluminum alkoxide, three times the molar amount of water is required in accordance with equation (I)
Al(OR)3 + 3 H2O → Al (OH)3 + 3 ROH (1)
Al (OR) 3 + 3 H 2 O → Al (OH) 3 + 3 ROH (1)
(R = -CH3CH2CH(CH3), -C(CH3)3 oder -CH(CH3)2).(R = -CH 3 CH 2 CH (CH 3 ), -C (CH 3 ) 3 or -CH (CH 3 ) 2 ).
Da bei der Kondensation des Aluminiumhydroxids Wasser
gebildet wird, z. B. entsprechend Gleichung (2) und (3)
Since water is formed during the condensation of the aluminum hydroxide, e.g. B. according to equations (2) and (3)
Al(OH)3 → AlOOH + H2O (2)
Al (OH) 3 → AlOOH + H 2 O (2)
2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O (3)
2Al (OH) 3 → Al 2 O 3 + 3H 2 O (3)
liegt die minimal für die Kondensation notwendige Wassermenge bei nur 1,5-2,0 Mol Wasser/Mol Aluminiumalkoxid.is the minimum amount of water required for condensation at only 1.5-2.0 moles of water / mole of aluminum alkoxide.
Als Lösungsmittel dienen polare aprotische Verbindungen wie z. B. Dimethylsulfoxid (DMSo) und N,N-Dimethylformamid (DMF). Der PRZ besteht aus den oben genannten Komponenten, wobei der Alkylrest R2, R3 oder R4 z. B. -C2H5 oder z. B. -C2H4OH sein kann. Die Herstellung der Lösung des PRZ kann auch in situ, durch Zugabe der beiden Einzelkomponenten, erfolgen.Polar aprotic compounds such as z. B. dimethyl sulfoxide (DMSo) and N, N-dimethylformamide (DMF). The PRZ consists of the above components, the alkyl radical R 2 , R 3 or R 4 z. B. -C 2 H 5 or z. B. -C 2 H 4 OH can be. The PRZ solution can also be prepared in situ by adding the two individual components.
Der Anteil des PRZ an der Synthesemischung beträgt 1-10 Mol.%, bezogen auf das Aluminiumalkoxid, bevorzugt 2-3 Mol.%. Das molare Verhältnis der zugesetzten Wassermenge zum Alumi niumalkoxid liegt bei 1-10, bevorzugt bei 3-6. Am günstigsten verläuft die Hydrolyse bei einem molaren Verhältnis von 5. Die Fällung und Strukturierung erfolgt unter Normaldruck bei Raum temperatur.The share of the PRZ in the synthesis mixture is 1-10 Mol.%, Based on the aluminum alkoxide, preferably 2-3 mol.%. The molar ratio of the amount of water added to the aluminum niumalkoxide is 1-10, preferably 3-6. The cheapest the hydrolysis proceeds at a molar ratio of 5. The Precipitation and structuring takes place under normal pressure in the room temperature.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprü chen 4 bis 13 aufgeführt.Further advantageous embodiments are in the claims Chen 4 to 13 listed.
Bei dem erfindungsgemäßen MESOX-Verfahren erfolgt bereits beim Einrühren des Al-Alkoholats in die Lösung des PRZ bei Raumtemperatur die Fällung und Strukturierung des Aluminium oxids mit der im Produkt nachweisbaren Mesoporosität. Es hat sich als günstig erwiesen, die benötigte Wassermenge bereits vor der Zugabe des Al-Alkoxids der Lösung des PRZ zuzusetzen. Nach abschließendem Einrühren der Lösung des monomeren Alumi niumalkoxids verlaufen Hydrolyse und Kondensation unter Aus bildung von Al-O-Al-Bindungen simultan.The MESOX method according to the invention already takes place when stirring the Al alcoholate into the solution of the PRZ The precipitation and structuring of the aluminum at room temperature oxides with the mesoporosity detectable in the product. It has proved to be cheap, the amount of water needed already before adding the Al alkoxide to the solution of the PRZ. After finally stirring in the solution of the monomeric aluminum niumalkoxids hydrolysis and condensation run off Formation of Al-O-Al bonds simultaneously.
Nach 30-minütigem Rühren bei Raumtemperatur ist die Reak
tion praktisch abgeschlossen. Ein hydrothermaler Synthese
schritt bei höheren Temperaturen ist nicht nötig und eher
schädlich. Damit hat das erfindungsgemäße MESOX-Verfahren
gegenüber den bisher bekannten Verfahren den Vorteil, daß die
Herstellung eines mesoporösen Aluminiumoxids mit geringem
Zeit- und Energieaufwand möglich ist. Die Produkte sind durch
folgende Eigenschaften charakterisiert
After stirring for 30 minutes at room temperature, the reaction is practically complete. A hydrothermal synthesis step at higher temperatures is not necessary and rather harmful. The MESOX process according to the invention thus has the advantage over the previously known processes that the production of a mesoporous aluminum oxide is possible with little expenditure of time and energy. The products are characterized by the following properties
- - das als PRZ verwendete Carbonsäure/Amingemisch läßt sich durch Calcinieren an Luft bei 550°C innerhalb von 2 h vollständig entfernen,- The carboxylic acid / amine mixture used as PRZ can by calcining in air at 550 ° C within 2 h remove completely,
- - die mesoporösen Aluminiumoxide weisen nach Trocknung und Calcinieren einheitliche Mesoporen mit einem mittleren Durchmesser von 2-5 nm auf,- The mesoporous aluminum oxides show after drying and Calcine uniform mesopores with a medium Diameter of 2-5 nm,
- - sie besitzen BET-Oberflächen von 500-900 m2/g,- they have BET surface areas of 500-900 m 2 / g,
- - sie weisen in Röntgen-Guinier-Aufnahmen bis zu einer Temperatur von 1000°C keinerlei Reflexe kristalliner Al2O3-Phasen auf, weder intermediär, noch bei 1000°C. Erst nach Abkühlen auf Raumtemperatur lassen sich Beu gungsreflexe von α-Al2O3 erkennen.- They show no reflections of crystalline Al 2 O 3 phases in X-ray Guinier images up to a temperature of 1000 ° C, neither intermediate nor at 1000 ° C. Diffraction reflections of α-Al 2 O 3 can only be recognized after cooling to room temperature.
Die Charakterisierung der texturellen Eigenschaften wurde durch Stickstoffadsorption vorgenommen, indem das adsorbierte N2-Volumen Vads in Abhängigkeit vom Partialdruck des Stickstoffs im Gleichgewicht mit der bei 77 K gehaltenen Probe gemessen wurde.The characterization of the textural properties was carried out by nitrogen adsorption, by measuring the adsorbed N 2 volume V ads as a function of the partial pressure of nitrogen in equilibrium with the sample kept at 77 K.
Die Oberfläche läßt sich aus der durch Auftragung der
Meßwerte Vads gegen den relativen Druck p/p0 erhaltenen Geraden
The surface can be obtained from the straight line obtained by plotting the measured values V ads against the relative pressure p / p 0
(C ist eine spezifische Konstante und Vm das Volumen der Mono schichtbedeckung durch das Adsorbat) nach der BET-Theorie be stimmen (Brunauer, S., Emmett, P. H., Teller, E. J. Am. Chem. Soc. 60 (1938) 309).(C is a specific constant and V m is the volume of the monolayer coverage by the adsorbate) according to the BET theory (Brunauer, S., Emmett, PH, Teller, EJ Am. Chem. Soc. 60 (1938) 309) .
Die Klassifizierung von Materialien als mikroporös, meso
porös und makroporös erfolgt nach IUPAC-Norm entsprechend den
folgenden Durchmessern:
mikroporös: Porendurchmesser < 2,0 nm
mesoporös: 2,0 ≦ d ≦ 50 nm
makroporös < 50 nm-Materials are classified as microporous, meso porous and macroporous according to the IUPAC standard according to the following diameters:
microporous: pore diameter <2.0 nm
mesoporous: 2.0 ≦ d ≦ 50 nm
macroporous <50 nm
Porenverteilung und -größen werden aus den Adsorptions- oder Desorptionsisothermen unter Rückgriff auf ein Porenmodell berechnet.Pore distribution and sizes are determined from the adsorption or desorption isotherms using a pore model calculated.
Für die Berechnung ist eine analytische Beziehung zwi schen dem Porenradius (oder Durchmesser) und der adsorbierten Menge Vads notwendig, wobei zwischen Mikro- und Mesoporen un terschieden werden muß.An analytical relationship between the pore radius (or diameter) and the adsorbed amount of V ads is necessary for the calculation, a distinction having to be made between micro and mesopores.
Bedingt durch die Art der Adsorption ergeben sich unter
schiedliche Füllmechanismen für die Poren. Bei überschreiten
eines bestimmten Druckes füllen sich Mikroporen spontan (Ka
pillarkondensation). In Mesoporen baut sich zunächst eine
Adsorbatschicht auf, deren Dicke vom Druck abhängt. Erst wenn
ein kritischer freier Kerndurchmesser (einer als zylinderför
mig angenommenen Pore) erreicht ist, erfolgt beim nächsten
Druckinkrement eine Kapillarkondensation. Es muß zwischen dem
eigentlichen Porenradius R und dem Meniskusradius rk unter
schieden werden. Die Differenz entspricht der Adsorbatdicke.
Im Mesoporenbereich wird der freie Kernradius rk als Funktion
des Relativdruckes durch die Kelvin-Gleichung dargestellt:
Due to the type of adsorption, there are different filling mechanisms for the pores. When a certain pressure is exceeded, micropores fill up spontaneously (capillary condensation). An adsorbate layer initially builds up in mesopores, the thickness of which depends on the pressure. Only when a critical free core diameter (a pore assumed to be cylindrical) has been reached does capillary condensation occur at the next pressure increment. A distinction must be made between the actual pore radius R and the meniscus radius r k . The difference corresponds to the adsorbate thickness. In the mesopore range, the free core radius r k is represented as a function of the relative pressure by the Kelvin equation:
RT ln (p/p0) = - 2 γ Vmol cos Θ/rk,
RT ln (p / p 0 ) = - 2 γ V mol cos Θ / r k ,
worin γ der Oberflächenspannung des Adsorbats entspricht, Vmol, das Molvolumen darstellt und Θ der Kontaktwinkel ist (letzte rer wird aus praktischen Gründen überwiegend als Null angenom men). Das Konzept der Kapillarkondensation wurde bis rk = 2,0 nm bestätigt; bei Radien in der Größenordnung von 1,5 nm wird mit der unkorrigierten Kelvin-Gleichung ein etwa um 30% zu niedriger Wert erhalten. Bei rk = 1,0 (dk = 2,0 nm) ist die absolute untere Gültigkeitsgrenze erreicht. Eine obere Gültig keitsgrenze existiert theoretisch nicht. Da aber für eine Kapillarkondensation in Poren mit Radien um 80 nm der Absolut druck schon ca. 99% des Sättigungsdampfdruckes betragen muß, ist eine obere Grenze aus apparatetechnischer Sicht bei ca. 40 nm Radius (80 nm Durchmesser) erreicht. Hier schließt sich methodisch die Quecksilber-Hochdruckporosimetrie zur Poren charakterisierung im Makroporenbereich an.where γ corresponds to the surface tension of the adsorbate, V mol , which represents the molar volume and Θ is the contact angle (for practical reasons, the latter is mainly assumed to be zero). The concept of capillary condensation was confirmed up to r k = 2.0 nm; for radii in the order of 1.5 nm, the uncorrected Kelvin equation gives a value that is about 30% too low. At r k = 1.0 (d k = 2.0 nm) the absolute lower validity limit is reached. Theoretically, there is no upper validity limit. However, since for a capillary condensation in pores with radii around 80 nm the absolute pressure must already be approx. 99% of the saturation vapor pressure, an upper limit is reached from a technical point of view at approx. 40 nm radius (80 nm diameter). This is followed by methodical high-pressure mercury porosimetry for pore characterization in the macroporous range.
Aus den Adsorptionsdaten lassen sich mit Hilfe der Kel vin-Gleichung Porenverteilungen berechnen. Die einzelnen Ver fahren unterscheiden sich im wesentlichen nur hinsichtlich der Annahme eines bestimmten Porenmodells zur Berechnung der Ver teilung und in der vorgeschriebenen Verwendung des Adsorptions- oder Desorptionsastes der Isotherme für die Be rechnungen.From the adsorption data, the Kel vin equation to calculate pore distributions. The individual ver driving differ essentially only in terms of Assumption of a specific pore model for calculating the ver division and in the prescribed use of the Adsorption or desorption branch of the isotherm for the Be bills.
Für die erfindungsgemäßen Materialien wurde die Bestim mung der Porenweitenverteilung nach dem Modell von Barrett- Joyner-Halenda (BJH) vorgenommen (Barrett, E. P., Joyner, L. S. and Halenda, P. P., J. Am. Chem. Soc. 73 (1951) 373-380). The Bestim measurement of the pore size distribution according to the Barrett Joyner-Halenda (BJH) (Barrett, E.P., Joyner, L. S. and Halenda, P.P., J. Am. Chem. Soc. 73 (1951) 373-380).
Die Darstellung der Ergebnisse erfolgt in den Koordinaten dV/dR und R. Die Größe dV/dR ist die Ableitung des normali sierten N2-Volumens nach den Porenradien des Adsorbens.The results are shown in the coordinates dV / dR and R. The size dV / dR is the derivation of the normalized N 2 volume according to the pore radius of the adsorbent.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigenThe invention is illustrated by the examples below explained in more detail. Show in the accompanying drawings
Fig. 1 Diagramm zur texturellen Charakterisierung durch N2- Adsorption: (Gerät ASAP 2000 der Fa. Micromeritics). Fig. 1 diagram for the textural characterization by N 2 adsorption: (device ASAP 2000 from Micromeritics).
Fig. 2 Diagramm zur Porenradienverteilung, abgeleitet aus der N2-Adsorptionsisothermen nach dem Verfahren von Barrett-Joy ner-Halenda (BJH). Fig. 2 diagram of the pore radius distribution, derived from the N 2 adsorption isotherms by the method of Barrett-Joy ner-Halenda (BJH).
Fig. 3 TEM-Aufnahme des entsprechend Beispiel 1 synthetisier ten Aluminiumoxids. Fig. 3 TEM image of the aluminum oxide synthesized according to Example 1.
Fig. 4 Festkörper-NMR-Spektrum.des Produktes nach Beispiel 1, getempert bei 550°C. Fig. 4 solid-state NMR spectrum of the product according to Example 1, annealed at 550 ° C.
Bei Raumtemperatur werden unter Rühren (2000 min-1) 1,0 g Tensid (2,3 mmol, äquimolare Mischung aus Ölsäure [cis-Octa dec-9-en-säure, C17H33COOH] und Triethanolamin) als PRZ in 100 ml DMSO gelöst und 10 min nachgerührt. Dieser Lösung werden ebenfalls bei Raumtemperatur und unter Rühren (500-1000 min-1) 24,6 g Aluminium-tri-sec.-butoxid, Al(OC4H9)3, (100 mmol) zu gefügt. Nach 5 min werden unter Rühren (500-1000 min-1) 9,0 g Wasser (500 mmol) eingetropft. Es bildet sich ein farbloser, grobteiliger Niederschlag. Die Lösung wird unter Rühren (500- 1000 min-1) für 30 min auf 80°C erwärmt. Nach Abkühlung der Lösung wird der Niederschlag abgesaugt und dreimal mit je 50 ml Ethanol (techn., ca. 5% Wassergehalt) ausgewaschen. Die Trocknung erfolgt zunächst bei Raumtemperatur im Luftstrom, dann im Trockenschrank bei 130°C. Der trockene Niederschlag (ca. 11,0 g grobes Pulver) kann in der Reibschale leicht zer kleinert werden. Die Entfernung von Resten des PRZ erfolgt durch Ausheizen im Luftstrom (mit 5 K/min auf 550°C, dann 1 h 550°C). Nach dieser Behandlung ist das Produkt rein weiß.1.0 g of surfactant (2.3 mmol, equimolar mixture of oleic acid [cis-octa-dec-9-ene acid, C 17 H 33 COOH] and triethanolamine) are added as PRZ at room temperature with stirring (2000 min -1 ) 100 ml of DMSO dissolved and stirred for 10 min. 24.6 g of aluminum tri-sec-butoxide, Al (OC 4 H 9 ) 3 (100 mmol) are also added to this solution at room temperature and with stirring (500-1000 min -1 ). After 5 min, 9.0 g of water (500 mmol) are added dropwise with stirring (500-1000 min -1 ). A colorless, coarse precipitate is formed. The solution is heated to 80 ° C. with stirring (500-1000 min -1 ) for 30 min. After the solution has cooled, the precipitate is filtered off with suction and washed three times with 50 ml of ethanol each (technical, approx. 5% water content). Drying takes place first at room temperature in an air stream, then in a drying cabinet at 130 ° C. The dry precipitate (approx. 11.0 g coarse powder) can easily be crushed in the grater. Remnants of the PRZ are removed by baking in an air stream (at 5 K / min to 550 ° C, then 1 h 550 ° C). After this treatment, the product is pure white.
Die Form der Adsorptionsisothermen entspricht dem Typ IV nach der Klassifikation von Brunauer und ist charakteristisch für mesoporöse Festkörper. Die BET-Oberfläche, abgeleitet aus der in Bild 1 gezeigten N2-Adsorptionsisothermen, hat einen Wert von 701 m2/g. Das erfindungsgemäße Al2O3 besitzt einen mitt leren Porendurchmesser von 2,4 nm (2,4 nm = 24 Ångström) (Bild 2), und das Porenvolumen des Materials beträgt 0,53 cm3/g, abgeleitet aus den kumulativen Porenvolumina der Poren zwi schen 0,45 und 150 nm Radius entsprechend dem BJH-Ansatz.The shape of the adsorption isotherms corresponds to type IV according to the Brunauer classification and is characteristic of mesoporous solids. The BET surface area, derived from the N 2 adsorption isotherm shown in Figure 1, has a value of 701 m 2 / g. The Al 2 O 3 according to the invention has a mean pore diameter of 2.4 nm (2.4 nm = 24 angstroms) ( Figure 2), and the pore volume of the material is 0.53 cm 3 / g, derived from the cumulative pore volumes of the Pores between 0.45 and 150 nm radius according to the BJH approach.
In dem erfindungsgemäßen Produkt ist nach der thermischen Ent fernung des PRZ (diese erfolgt durch Ausheizen im Luftstrom bei 550°C) die im Bild 3 gezeigte reguläre Struktur vorhanden. Die 27Al-Festkörper = NMR läßt Aluminium der Koordination 4 (chemische Verschiebung 64,672 ppm), 5 (33,601 ppm) und 6 (9,795 ppm) erkennen (Bild 4). Das mesoporöse Material besitzt einen hohen Anteil an oktadedrisch koordiniertem Aluminium, wie es für amorphe Al2O3-Phasen charakteristisch ist.After the thermal removal of the PRZ (this is done by heating in an air stream at 550 ° C.), the regular structure shown in FIG. 3 is present in the product according to the invention. The 27 Al solid = NMR reveals aluminum with coordination 4 (chemical shift 64.672 ppm), 5 (33.601 ppm) and 6 (9.795 ppm) ( Fig. 4). The mesoporous material has a high proportion of octadedrally coordinated aluminum, as is characteristic of amorphous Al 2 O 3 phases.
Die Synthese erfolgt analog zu Beispiel 1. Im Unterschied zu Beispiel 1 wird aber die Kondensation nicht durch Eintropfen von Wasser erreicht, sondern in modifizierter Weise. Die Lö sung, die bereits Tensid und Aluminium-tri-sec-butoxid ent hält, wird in eine verschließbare Schale aus Glas oder Poly propylen (ca. 10-15 cm Durchmesser) gegeben. In diese Schale wird eine kleinere Schale (ca. 3-5 cm Durchmesser) mit ca. 20 g Wasser gestellt und die Anordnung verschlossen. Die Konden sation erfolgt durch den im Gasraum vorliegenden Wasserdampf, ca. 1-2 Vol.% bei Raumtemperatur. Das Einsetzen der Kondensa tion unter Bildung eines feinteiligen Niederschlages ist an der Eintrübung der Lösung erkennbar. Die Kondensation ist beendet, wenn die gesamte Lösung opak geworden ist. Die Wei terverarbeitung erfolgt analog zum Beispiel 1.The synthesis is carried out analogously to Example 1. In contrast to Example 1 is not the condensation by dropping reached by water but in a modified way. The Lö solution that already contains surfactant and aluminum tri-sec-butoxide holds, is in a closable bowl made of glass or poly propylene (about 10-15 cm in diameter). In this bowl becomes a smaller bowl (approx. 3-5 cm in diameter) with approx. 20 g water and closed the arrangement. The condens sation takes place through the water vapor present in the gas space, approx. 1-2 vol.% at room temperature. The insertion of the condensate tion with the formation of a fine precipitate is on the cloudiness of the solution can be seen. The condensation is finished when the entire solution has become opaque. The Wei The processing is carried out analogously to example 1.
Die BET-Oberfläche des erhaltenen Produktes liegt bei 933 m2/g. Der mittlere Porendurchmesser beträgt 2,4 nm, das Poren volumen 0,51 cm3/g. The BET surface area of the product obtained is 933 m 2 / g. The average pore diameter is 2.4 nm, the pore volume is 0.51 cm 3 / g.
Bei Raumtemperatur werden unter Rühren (2000 min-1) 0,67 g Tensid (2,3 mmol, äquimolare Mischung aus Caprylsäure [Octan säure, C7H15COOH] und Triethanolamin) als PRZ in 100 ml DMSO gelöst und 10 min nachgerührt. Dieser Lösung werden ebenfalls bei Raumtemperatur und unter Rühren (500-1000 min-1) 24,6 g Aluminium-tri-sec-butoxid, Al(OC4H9)3, (100 mmol) zugefügt. Nach 5 min werden unter Rühren (500-1000 min-1) 9,0 g Wasser (500 mmol), gelöst in 9 g DMSO, eingetropft. Es bildet sich ein farbloser, grobteiliger Niederschlag. Die Lösung wird unter Rühren (500-1000 min-1) für 30 min auf 80°C erwärmt. Nach Abkühlung der Lösung wird der Niederschlag abgesaugt und drei mal mit je 50 ml Ethanol (techn., ca. 5% Wassergehalt) ausge waschen. Die Trocknung erfolgt zunächst bei Raumtemperatur im Luftstrom, dann im Trockenschrank bei 130°C. Der trockene Niederschlag (ca. 11,0 g grobes Pulver) kann in der Reibschale leicht zerkleinert werden. Die Entfernung des PRZ erfolgt durch Ausheizen im Luftstrom (mit 5 K/min auf 550°C, dann 1 h 550°C). Nach dieser Behandlung ist das Produkt rein weiß.At room temperature, with stirring (2000 min -1 ), 0.67 g of surfactant (2.3 mmol, equimolar mixture of caprylic acid [octanoic acid, C 7 H 15 COOH] and triethanolamine) as PRZ are dissolved in 100 ml of DMSO and stirred for a further 10 min . 24.6 g of aluminum tri-sec-butoxide, Al (OC 4 H 9 ) 3 , (100 mmol) are also added to this solution at room temperature and with stirring (500-1000 min -1 ). After 5 min, 9.0 g of water (500 mmol), dissolved in 9 g of DMSO, are added dropwise with stirring (500-1000 min -1 ). A colorless, coarse precipitate is formed. The solution is heated to 80 ° C. with stirring (500-1000 min -1 ) for 30 min. After the solution has cooled, the precipitate is filtered off and washed three times with 50 ml of ethanol (technical, approx. 5% water content). Drying takes place first at room temperature in an air stream, then in a drying cabinet at 130 ° C. The dry precipitate (approx. 11.0 g coarse powder) can be easily crushed in the grater. The PRZ is removed by baking in an air stream (at 5 K / min to 550 ° C, then 1 h 550 ° C). After this treatment, the product is pure white.
Die BET-Oberfläche liegt bei 755 m2/g. Der mittlere Porendurchmesser beträgt 1,8 nm, das Porenvolumen 0,42 cm3/g.The BET surface area is 755 m 2 / g. The mean pore diameter is 1.8 nm, the pore volume is 0.42 cm 3 / g.
Bei Raumtemperatur werden unter Rühren (2000 min-1) 1,0 g Tensid (2,3 mmol, äquimolare Mischung aus Behensäure [Docosan säure, C21H43COOH] und Triethanolamin) als PRZ in 100 ml DMSO gelöst und 10 min nachgerührt. Dieser Lösung werden ebenfalls bei Raumtemperatur und unter Rühren (500-1000 min-1) 24,6 g Aluminium-tri-sec-butoxid, Al(OC4H9)3, (100 mmol) zugefügt. Nach 5 min werden unter Rühren (500-1000 min-1) 9,0 g Wasser (500 mmol) eingetropft. Es bildet sich ein farbloser, grob teiliger Niederschlag. Die Lösung wird unter Rühren (500-1000 min-1) für 30 min auf 80°C erwärmt. Nach Abkühlung der Lösung wird der Niederschlag abgesaugt und 3 mal mit je 50 ml Ethanol (techn., ca. 5% Wassergehalt) ausgewaschen. Die Trocknung erfolgt zunächst bei Raumtemperatur im Luftstrom, dann im Trockenschrank bei 130°C. Der trockene Niederschlag (ca. 11,0 g grobes Pulver) kann in der Reibschale leicht zerkleinert werden. Die Entfernung von Resten des PRZ erfolgt durch Aus heizen im Luftstrom (mit 5 K/min auf 550°C, dann 1 h 550°C). Nach dieser Behandlung ist das mesoporöse Aluminiumoxid rein weiß.At room temperature, while stirring (2000 min -1 ), 1.0 g of surfactant (2.3 mmol, equimolar mixture of behenic acid [docosanic acid, C 21 H 43 COOH] and triethanolamine) is dissolved in 100 ml of DMSO as a PRZ and stirred for a further 10 min . 24.6 g of aluminum tri-sec-butoxide, Al (OC 4 H 9 ) 3 , (100 mmol) are also added to this solution at room temperature and with stirring (500-1000 min -1 ). After 5 min, 9.0 g of water (500 mmol) are added dropwise with stirring (500-1000 min -1 ). A colorless, coarse precipitate is formed. The solution is heated to 80 ° C. with stirring (500-1000 min -1 ) for 30 min. After the solution has cooled, the precipitate is filtered off with suction and washed 3 times with 50 ml of ethanol each (technical, approx. 5% water content). Drying takes place first at room temperature in an air stream, then in a drying cabinet at 130 ° C. The dry precipitate (approx. 11.0 g coarse powder) can be easily crushed in the grater. Remnants of the PRZ are removed by heating in an air stream (at 5 K / min to 550 ° C, then 1 h 550 ° C). After this treatment, the mesoporous aluminum oxide is pure white.
Die BET-Oberfläche liegt bei 821 m2/g. Der mittlere Porendurchmesser beträgt 3,8 nm, das Porenvolumen 0,55 cm3/g.The BET surface area is 821 m 2 / g. The mean pore diameter is 3.8 nm, the pore volume is 0.55 cm 3 / g.
Claims (14)
- 1. einheitliche Mesoporen mit einem Mindestdurchmesser von 1 nm und einen mittleren Durchmesser von 2-5 nm
- 2. BET-Oberflächen von 500-900 m2/g
- 3. Porenvolumina von 0,4 bis 1,0 cm3/g
- 4. thermische Stabilität in dem Sinne, daß sich in Rönt gen-Guinier-Aufnahmen bis 1000°C keine Beugungsreflexe kristalliner Aluminiumoxid-Phasen nachweisen lassen.
- 1. uniform mesopores with a minimum diameter of 1 nm and an average diameter of 2-5 nm
- 2. BET surface areas of 500-900 m 2 / g
- 3. Pore volumes of 0.4 to 1.0 cm 3 / g
- 4. Thermal stability in the sense that no diffraction reflections of crystalline aluminum oxide phases can be detected in X-ray Guinier recordings up to 1000 ° C.
- 1. einheitliche Mesoporen mit einem Mindestdurchmesser von 1 nm und einen mittleren Durchmesser von 2-5 nm
- 2. BET-Oberflächen von 500-900 m2/g
- 3. Porenvolumina von 0,4 bis 1,0 cm'/g
- 4. thermische Stabilität in dem Sinne, daß sich in Rönt
gen-Guinier-Aufnahmen bis 1000°C keine Beugungsreflexe kri
stalliner Aluminiumoxid-Phasen nachweisen lassen und
hergestellt durch kontrollierte Wasserzugabe zu einem mono
meren Aluminiumalkoxid in Gegenwart eines porenregulierenden
Zusatzes aus
- a) einer äquimolaren Mischung aus einer oder mehreren,
gesättigten oder ungesättigten Mono- oder Dicarbonsäuren mit
5 bis 21 Kohlenstoffatomen und einem oder mehreren tertiären
Aminen der Formel
NR2R3R4 (I)
worin R2, R3 und R4 gleich oder verschieden sein können und C1-C20-Alkyl und C1-C10-Hydroxyalkyl sind, oder - b) von Alkylammoniumsalzen der allgemeinen Formel
R1COO- [HNR2R3R4]+ (II)
worin R1 ein Alkylrest oder ein gesättigter oder ungesättig ter Carbonsäurerest mit jeweils 5 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, und R2, R3 und R4 die oben genannte Bedeutung haben,
- a) einer äquimolaren Mischung aus einer oder mehreren,
gesättigten oder ungesättigten Mono- oder Dicarbonsäuren mit
5 bis 21 Kohlenstoffatomen und einem oder mehreren tertiären
Aminen der Formel
- 1. uniform mesopores with a minimum diameter of 1 nm and an average diameter of 2-5 nm
- 2. BET surface areas of 500-900 m 2 / g
- 3. Pore volumes from 0.4 to 1.0 cm '/ g
- 4. thermal stability in the sense that no diffraction reflections of crystalline aluminum oxide phases can be detected in Roentgen Guinier recordings up to 1000 ° C. and produced by controlled addition of water to a monomeric aluminum alkoxide in the presence of a pore-regulating additive
- a) an equimolar mixture of one or more, saturated or unsaturated mono- or dicarboxylic acids having 5 to 21 carbon atoms and one or more tertiary amines of the formula
NR 2 R 3 R 4 (I)
wherein R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different and are C 1 -C 20 alkyl and C 1 -C 10 hydroxyalkyl, or - b) of alkylammonium salts of the general formula
R 1 COO - [HNR 2 R 3 R 4 ] + (II)
wherein R 1 is an alkyl radical or a saturated or unsaturated carboxylic acid radical each having 5 to 20 carbon atoms, and R 2 , R 3 and R 4 have the meaning given above,
- a) an equimolar mixture of one or more, saturated or unsaturated mono- or dicarboxylic acids having 5 to 21 carbon atoms and one or more tertiary amines of the formula
- a) einer äquimolaren Mischung aus einer oder mehreren, gesät
tigten oder ungesättigten Mono- oder Dicarbonsäuren mit 5 bis
21 Kohlenstoffatomen und einem oder mehreren tertiären Aminen
der Formel (I)
NR2R3R4 (I)
worin R2, R3 und R4 gleich oder verschieden sein können und C1-C20-Alkyl und C1-C10-Hydroxyalkyl sind, oder - b) von Alkylammoniumsalzen der allgemeinen Formel (II)
R1COO- [HNR2R3R4]+ (II)
worin R1 ein Alkylrest oder ein gesättigter oder ungesättigter Carbonsäurerest mit jeweils 5 bis 21 Kohlenstoffatomen ist, und R2, R3 und R4 haben die oben genannte Bedeutung,
- a) an equimolar mixture of one or more saturated or unsaturated mono- or dicarboxylic acids having 5 to 21 carbon atoms and one or more tertiary amines of the formula (I)
NR 2 R 3 R 4 (I)
wherein R 2 , R 3 and R 4 may be the same or different and are C 1 -C 20 alkyl and C 1 -C 10 hydroxyalkyl, or - b) of alkylammonium salts of the general formula (II)
R 1 COO - [HNR 2 R 3 R 4 ] + (II)
wherein R 1 is an alkyl radical or a saturated or unsaturated carboxylic acid radical each having 5 to 21 carbon atoms, and R 2 , R 3 and R 4 have the meaning given above,
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843241A DE19843241A1 (en) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | Mesoporous aluminum oxide, useful as catalyst, catalyst support or adsorbent, obtained by hydrolysis of aluminum alkoxide in non-aqueous solvent in presence of carboxylic acid tert. amine pore regulator |
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DE19843241A Withdrawn DE19843241A1 (en) | 1998-09-11 | 1998-09-11 | Mesoporous aluminum oxide, useful as catalyst, catalyst support or adsorbent, obtained by hydrolysis of aluminum alkoxide in non-aqueous solvent in presence of carboxylic acid tert. amine pore regulator |
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DE (1) | DE19843241A1 (en) |
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