DE10046635A1

DE10046635A1 - Poröse Materialien und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE10046635A1
Application number: DE10046635A
Authority: DE
Inventors: Hideaki Sato; Kazuhisa Yano; Yuri Sasaki; Tadashi Nakamura; Mitsumasa Horii; Yoshiaki Fukushima
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1999-09-20
Filing date: 2000-09-20
Publication date: 2001-04-05
Also published as: JP2001157815A; US6534025B1; JP4804616B2

Abstract

Poröse Materialien mit einem Metalloxidgerüst werden beschrieben, die verschiedene, durch die Menge an absorbiertem Wasserdampf bei einem spezifischen relativen Dampfdruck in einer Wasserdampfadsorptionsisothermen definierte, brauchbare Wasserdampfadsorptionsvermögen aufweisen. Ein bevorzugtes poröses Material weist ein Wasserdampfadsorptionsvermögen auf, das bei einem relativen Dampfdruck von 10% weniger als oder gleich 0,1 g/g und bei einem relativen Dampfdruck von 28% größer als oder gleich 0,2 g/g ist. Verfahren zur Herstellung solcher poröser Materialien werden ebenfalls beschrieben.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft poröse Materialien und insbesondere Siliziumdioxid oder ähnliche Metalloxide um fassende, poröse Materialien, die ausgezeichnete Wasserdampf adsorptionseigenschaften und insbesondere ausgezeichnete Was serdampfadsorptionseigenschaften bei niedrigen Dampfdrücken aufweisen.

Beschreibung des technischen Hintergrunds

Feinporige poröse Siliziumdioxidmaterialien mit Po rendurchmessern zwischen 1,5 nm-30 nm wurden synthetisiert. Beispielsweise beschreiben J. Am. Chem. Soc., 114, 10834 (1992), USP 5 256 277 und USP 5 334 368 Verfahren zur Synthe se von porösen Siliziumdioxidmaterialien unter Verwendung von Tensiden und einem Siliziumdioxidsol. Weiterhin beschreibt Bull. Chem. Soc. Japan, 69, 1449 (1996) Verfahren zur Her stellung von porösen Siliziumdioxidmaterialien unter Verwen dung von Tensiden und Schichtsilicaten.

Jedoch bilden in dem in J. Am. Chem. Soc., 114, 10834 (1992) beschriebenen Verfahren die Tenside Mizellen und die Synthese verläuft unter Verwendung der Mizellen als ein Tem plat. Deshalb ist es schwierig, poröse Siliziumdioxidmateria lien mit kleinen, feinen Poren unter Verwendung von Octyltri methylammoniumhalogeniden und Decyltrimethylammoniumhalogeni den als Tenside zu synthetisieren, weil diese Tenside nicht leicht Mizellen bilden können. Zusätzlich wird in dem in Chem. Mater., 11, 1110 (1999) beschriebenen Verfahren die Synthese unter Verwendung eines Tensids mit einer Konzentra tion durchgeführt, die größer als die kritische Mizellenkon zentration ist. Deshalb können keine porösen Materialien mit feinen Poren erhalten werden, insbesondere, wenn Octyltrime thylammoniumhalogenide verwendet werden. Folglich gibt es ei nen seit langem bestehenden, bislang nicht erfüllten Bedarf für poröse Materialien mit kleinen, feinen Poren, die ein ho hes Wasserdampfadsorptionsvermögen bei niedrigen relativen Dampfdrücken bereitstellen.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, verbesserte poröse Materialien bereitzustellen. Bei spielsweise werden in einem Aspekt der vorliegenden Erfindung poröse Materialien mit feinen Poren beschrieben. Weiterhin werden ebenfalls Verfahren zur Herstellung solcher porösen Materialien beschrieben.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden poröse Materialien mit verschiedenen Wasserdampfad sorptionsvermögen beschrieben. Beispielsweise werden die nachstehenden porösen Materialien beschrieben, die verwendba re Wasserdampfadsorptionsvermögen aufweisen, die durch die Menge an adsorbiertem Wasserdampf bei einem spezifischen re lativen Dampfdruck in einer Wasserdampfadsorptionsisotherme definiert sind:

1. weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relati ven Dampfdruck von 10% und größer als oder gleich 0,2 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 28%,
2. weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relati ven Dampfdruck von 10% und größer als oder gleich 0,25 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 28%,
3. weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relati ven Dampfdruck von 20% und größer als oder gleich 0,35 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 35%,
4. weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relati ven Dampfdruck von 25% und größer als oder gleich 0,4 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 40%,
5. weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relati ven Dampfdruck von 30% und größer als oder gleich 0,48 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 50%,
6. weniger als oder gleich 0,15 g/g bei einem rela tiven Dampfdruck von 40% und größer als oder gleich 0,60 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 60%,
7. der Unterschied in der Menge an adsorbiertem Was serdampf zwischen zwei beliebigen Punkten innerhalb eines Be reichs von relativem Dampfdruck von größer als oder gleich 10% bis weniger als oder gleich 28% ist größer als oder gleich 0,16 g/g, vorzugsweise größer als oder gleich 0,18 g/g,
8. weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relati ven Dampfdruck von 10% und größer als oder gleich 0,2 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 25%,
9. der Unterschied in der Menge an adsorbiertem Was serdampf zwischen zwei beliebigen Punkten innerhalb eines Be reichs von relativem Dampfdruck von größer als oder gleich 10% bis weniger als oder gleich 25% ist größer als oder gleich 0,12 g/g,
10. weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem rela tiven Dampfdruck von 8% und größer als oder gleich 0,18 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 18%,
11. der Unterschied in der Menge an adsorbiertem Wasserdampf zwischen zwei beliebigen Punkten innerhalb eines Bereichs von relativem Dampfdruck von größer als oder gleich 8% bis weniger als oder gleich 18% ist größer als oder gleich 0,12 g/g.

In dieser Beschreibung werden alle Wasseradsorptions verhältnisse bezogen auf Gramm adsorbiertes Wasser pro Gramm poröses Material beschrieben.

Solche porösen Materialien können vorzugsweise ange wendet werden, um beispielsweise Wasser in Klimaanlagen und bevorzugter in Klimaanlagen zur Verwendung in Kraftfahrzeugen zu absorbieren.

In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung werden auch Verfahren zur Herstellung poröser Materialien be schrieben. Beispielsweise schließen typische Verfahren das Kondensieren eines Gerüstausgangsmaterials in Gegenwart eines Tensids und in einer Lösung, die eine Konzentration des Ge rüstausgangsmaterials von weniger als oder gleich 0,4 Mol/l aufweist und ein Molverhältnis des Tensids zu dem Gerüstaus gangsmaterial aufweist, das größer als oder gleich 0,05 und weniger als oder gleich 50 ist, ein.

Andere typische Verfahren schließen Vermischen eines Tensids und eines Gerüstausgangsmaterials in Gegenwart eines wässerigen Lösungsmittels mit einem pH-Wert von größer als oder gleich 10 unter Bildung eines flüssigen Gemisches, Ver mindern des pH-Werts des flüssigen Gemisches auf einen pH- Wert von größer als oder gleich 9 und Entfernen des Tensids aus der festen Fraktion, die sich von dem flüssigen Gemisch nach der Verminderung des pH-Werts des flüssigen Gemisches abtrennt, ein.

Diese Verfahren können poröse Materialien mit einer gleichförmigen Verteilung feiner Porengrößen und einer klei nen Porengröße bereitstellen.

Andere typische Verfahren umfassen das Kondensieren eines Gerüstausgangsmaterials in einer Lösung mit einer Kon zentration des Gerüstausgangsmaterials, die weniger als oder gleich 0,4 Mol/l ist und ein Molverhältnis eines Tensids zu dem Gerüstausgangsmaterial, das größer als oder gleich 0,07 und weniger als oder gleich 25 ist, aufweist. Das Tensid kann dann aus dem Kondensat entfernt werden und das Kondensat kann mit einer Lösung, die eine Säure umfasst, oder mit einem Salz einer Säure und einem Metallion mit einer Wertigkeit von grö ßer als oder gleich 3, in Kontakt gebracht werden.

Andere typische Verfahren umfassen das Kondensieren eines Gerüstausgangsmaterials in einer Lösung mit einer Kon zentration des Gerüstausgangsmaterials, die weniger als oder gleich 0,4 Mol/l ist und einem Molverhältnis eines Tensids zu dem Gerüstausgangsmaterial, das größer als oder gleich 0,07 und weniger als oder gleich 25 ist. Vorzugsweise kann das Ge rüstausgangsmaterial Silizium oder Aluminium als ein Metall element enthalten. Das Tensid kann anschließend von dem Kon densat entfernt werden.

Weil diese typischen Verfahren entweder (1) Inkon taktbringen des Kondensats mit einer Lösung, die eine Säure oder ein Salz einer Säure und ein Metall mit einer Wertigkeit von größer als oder gleich 3 umfasst, oder (2) Si und Al als ein Metallelement in dem Gerüstausgangsmaterial umfassen, ist es möglich, poröse Materialien mit guter Feuchtigkeitsbestän digkeit zu erhalten.

Weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorlie genden Erfindung werden nach Lesen der nachstehenden genaue ren Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen und Ansprüchen besser verständlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Wasserdampfadsorptionsisothermen kurve der porösen Materialien von Beispiel 25 und Vergleichs beispiel 17.

Fig. 2 zeigt Röntgenbeugungsdiagramme vor und nach einem Heißwasserbeständigkeitstest des in Beispiel 25 synthe tisierten porösen Materials.

Fig. 3 zeigt Röntgenbeugungsdiagramme vor und nach einem Heißwasserbeständigkeitstest des in Vergleichsbeispiel 17 synthetisierten porösen Materials.

Fig. 4 zeigt Wasserdampfadsorptionsisothermenkurven der porösen Materialien der Beispiele 26 und 27.

Fig. 5 zeigt eine Wasserdampfadsorptionsisothermen kurve der porösen Materialien von Beispiel 30.

Fig. 6 zeigt Röntgenbeugungsdiagramme vor und nach einem Heißwasserbeständigkeitstest des in Beispiel 30 synthe tisierten porösen Materials.

BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG IM EINZELNEN

Die nachstehenden porösen Materialien, die verwendba re Wasserdampfadsorptionsvermögen aufweisen, welche durch die Menge von adsorbiertem Wasserdampf bei einem spezifischen re lativen Dampfdruck in einer Wasserdampfadsorptionsisothermen definiert ist, werden beispielhaft angegeben:

1. weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relati ven Dampfdruck von 10% und größer als oder gleich 0,2 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 28%,
2. weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relati ven Dampfdruck von 10% und größer als oder gleich 0,25 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 28%,
3. weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relati ven Dampfdruck von 20% und größer als oder gleich 0,35 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 35%,
4. weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relati ven Dampfdruck von 25% und größer als oder gleich 0,4 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 40%,
5. weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relati ven Dampfdruck von 30% und größer als oder gleich 0,48 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 50%,
6. weniger als oder gleich 0,15 g/g bei einem rela tiven Dampfdruck von 40% und größer als oder gleich 0,60 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 60%,
7. der Unterschied in der Menge an adsorbiertem Was serdampf zwischen zwei beliebigen Punkten innerhalb eines Be reichs von relativem Dampfdruck von größer als oder gleich 10% bis weniger als oder gleich 28% ist größer als oder gleich 0,16 g/g, bevorzugter größer als oder gleich 0,18 g/g,
8. weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relati ven Dampfdruck von 10% und größer als oder gleich 0,2 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 25%,
9. der Unterschied in der Menge an adsorbiertem Was serdampf zwischen zwei beliebigen Punkten innerhalb eines Be reichs von relativem Dampfdruck von größer als oder gleich 10% bis weniger als oder gleich 25% ist größer als oder gleich 0,12 g/g,
10. weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem rela tiven Dampfdruck von 8% und größer als oder gleich 0,18 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 18%,
11. der Unterschied in der Menge an adsorbiertem Wasserdampf zwischen beliebigen zwei Punkten innerhalb eines Bereichs von relativem Dampfdruck von größer als oder gleich 8% bis weniger als oder gleich 18% ist größer als oder gleich 0,12 g/g.

Die Werte des Wasserdampfadsorptionsvermögens können durch Messen einer Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve er halten werden. Wenn ein Adsorptionsmittel in Poren durch Ka pillarwirkung adsorbiert wird, gilt im allgemeinen die Kel vin-Gleichung (Gleichung (1)).

ln(P/P0) = -(2V_L γ cos θ)/r RT (1)

Die Gleichung gibt eine Beziehung zwischen dem Poren durchmesser (r) und dem relativen Dampfdruck (P/P0) wieder, wenn das Adsorptionsmittel durch Kapillarwirkung absorbiert wird, wobei V_L, γ und θ das Molekülvolumen, die Oberflächen spannung bzw. den Kontaktwinkel (Randwinkel) des flüssigen Adsorptionsmittels wiedergeben. Weiterhin geben R und T die Gaskonstante bzw. die absolute Temperatur wieder.

Um eine Wasserdampfadsorptionsisotherme zu erhalten, können die porösen Materialien beispielsweise für einen aus reichenden Zeitraum (vorzugsweise mindestens 4 Stunden, be vorzugter mindestens 8 Stunden und vorzugsweise über Nacht) in Ionen-ausgetauschtes Wasser eingetaucht werden, um die Oberfläche des porösen Materials hydrophil werden zu lassen. Anschließend können die porösen Materialien filtriert und va kuumgetrocknet werden, gefolgt vom Durchführen der Messungen bei einer Temperatur von 25°C. Im Ergebnis des Eintauchens in Ionen-ausgetauschtes Wasser wird die poröse Materialoberflä che hydratisiert und eine stabile Wasserdampfadsorptionsiso therme kann erhalten werden.

Um die Wasserdampfadsorptionsisothermenkurven für die porösen Materialien der vorliegenden Erfindung zu bestimmen, wurden die Wasserdampfadsorptionsisothermenkurven unter Ver wendung der Vorrichtung BELSORP 18 (Nippon Beil Co., Ltd.) unter den nachstehenden Bedingungen gemessen:
Probentemperatur: 25°C
Luftthermostattemperatur: 50°C
Standardvolumen: 180,98 ml
Gleichgewichtszeit: 500 Sekunden

Die Vorbehandlung wurde für jede Probe vor der Ad sorptionsmessung durchgeführt. Die Vorbehandlung schloß die nachstehenden Schritte ein: Dispergieren von 0,5 g Probe in 20 ml Wasser, Unterziehen der Lösung Ultraschallvibration für 30 Minuten, dann Belassen über Nacht, Entfernen des Wassers durch Filtration und Lufttrocknen für 24 Stunden. Wenn ein Heißwasserbeständigkeitstest durchgeführt wurde, wurden 20 ml heißes Wasser (80°C) angewendet. Weiterhin wurden kurz vor der Messung die Proben einem Unterdruck von 10^-2 bis 10^-3 mmHg bei 25°C für 3 Stunden oder mehr unterzogen. Diese Bedingun gen und die vorstehenden Vorbehandlungsschritte wurden für jede der Proben in dieser Beschreibung angewendet.

Die porösen Materialien können vorzugsweise minde stens einen Peak bei einem Beugungswinkel, entsprechend einem Wert d größer als oder gleich etwa 1 nm im jeweiligen Rönt genbeugungsdiagramm ("XRD") aufweisen. In dieser Beschreibung bedeutet "Röntgenbeugungssignalpeak", dass eine periodische Struktur mit einem Wert d, entsprechend dem Peakwinkel, in der Probe vorliegt. Das vorstehend beschriebene Röntgenbeu gungsdiagramm reflektiert eine Struktur, in der Poren in ei nem Intervall von mindestens 1 nm regelmäßig angeordnet sind. In anderen Worten, können mesoporöse Materialien mit einem solchen Beugungsdiagramm als mit einer gleichförmigen Poren größe, basierend auf der Regelmäßigkeit der von dem XRD abge leiteten Struktur, versehen, betrachtet werden.

Vorzugsweise fallen 60% oder mehr des gesamten Poren volumens in einen Porendurchmesserbereich von ±40% des mitt leren Porendurchmessers, der durch einen Maximumpeak in einer Porengrößenverteilungskurve bestimmt wird. Die Porengrößen verteilungskurve bedeutet einen Kurvenzug, beispielsweise durch Auftragen eines Wertes (dv/dD), erhalten durch Diffe renzieren des Porenvolumens (V) durch den Porendurchmesser (D) gegen den Porendurchmesser (D). Der Porendurchmesser an dem Punkt, an dem der Wert dv/dD der Porengrößenverteilungs kurve am größten ist (Maximumpeak), wird der mittlere Poren durchmesser genannt. Die Porengrößenverteilungskurve kann ge mäß verschiedener Berechnungsformel unter Verwendung einer erhaltenen Adsorptionsisothermen, beispielsweise aus der Mes sung der Stickstoffgasadsorption durch das poröse Material, berechnet werden.

Ein typisches Messverfahren zur Bestimmung der Ad sorptionsisothermen wird beschrieben. Stickstoffgas ist das am häufigsten verwendete Gas in diesem Verfahren. Zunächst wird das poröse Material mit flüssigem Stickstoff auf 196°C abgekühlt und Stickstoffgas wird eingeführt. Die Menge an ad sorbiertem Stickstoffgas kann beispielsweise volumetrisch oder gravimetrisch gemessen werden. Der Stickstoffgasdruck wird schrittweise erhöht und die Menge an adsorbiertem Stick stoffgas wird gegen den Gleichgewichtsdruck aufgetragen, um eine Adsorptionsisotherme zu erzeugen. Eine Porengrößenver teilungskurve kann dann aus dieser Adsorptionsisothermen un ter Verwendung der Berechnungsformel gemäß dem Cranston- Inklay-Verfahren, Dollimore-Heal-Verfahren, BJH-Verfahren oder anderen ähnlichen Verfahren berechnet werden.

Der Ausdruck "60% oder mehr des gesamten Porenvolu mens fallen in den Porendurchmesserbereich von ±40% des mitt leren Porendurchmessers in der Porengrößenverteilungskurve" kann weiterhin durch das nachstehende Beispiel erläutert wer den. Wenn der Maximumpeak in der Porengrößenverteilungskurve als 3,00 nm bestimmt wird, ist der mittlere Porendurchmesser 3,00 nm. Folglich nimmt die Summe der Porenvolumen der Poren mit einem Porendurchmesser zwischen 1,80 bis 4,20 nm vorzugs weise mindestens 60% des gesamten Porenvolumens ein (das heißt, das gesamte Volumen der Poren mit einem Porenvolumen von nicht mehr als 50 nm, das die obere Grenze darstellt, die unter Verwendung des Gasadsorptionsverfahrens gemessen werden kann). Somit nimmt der integrierte Wert der Porengrößenver teilungskurve innerhalb des Porendurchmesserbereichs von 1,80 bis 4,20 nm vorzugsweise mindestens 60% des gesamten inte grierten Werts der Kurve ein. Bevorzugter sind die Poren durchmesser ausreichend gleichförmig, um als Molekularsiebe zu wirken und um eine hohe Selektivität für nicht umgesetztes Material, ein Produkt einer katalytischen Reaktion oder als Absorptionsmittel zu zeigen.

Die Poren können die nachstehenden typischen Formen haben: ein eindimensionaler Tunnel, eine dreidimensional ge bundene Kastenform oder eine Kugelpore. Typische Beispiele umfassen eine zweidimensionale, hexagonale Struktur (P6 mm), eine dreidimensionale hexagonale Struktur (P63/mmc), eine würfelförmige (Ia3d, Pm3n), lamellare, unregelmäßige Struktur und ähnliche Strukturen, sind jedoch nicht darauf begrenzt. Die porösen Materialien können beispielsweise als Pulver, Granulate, getragene Folien, selbsttragende Folien, transpa rente Folien, gereckte Folien, kugelförmige und faserähnliche Teilchen und Teilchen mit Mikrometergröße (Particles with micron-size clear shape of burning on a substrate) und andere Formen gebildet werden.

Vorzugsweise können die porösen Materialien Gerüste aufweisen, die ein Metalloxid umfassen. Beispielsweise können poröse Materialien ein Silicatgerüst (poröse Siliziumdioxid materialien) aufweisen. Die porösen Materialien haben bei spielsweise Gerüste von Netzwerk-bildenden Metalloxid-Bindun gen, die insgesamt die porösen Materialien bilden. Zusätzlich können die porösen Materialien ein Gerüst aufweisen, das an dere Metallatome enthält, wie Aluminium, Zirconium, Tantal, Niob, Zinn, Hafnium, Magnesium, Molybdän, Cobalt, Nickel, Gallium, Beryllium, Yttrium, Lanthan, Blei, Vanadium und an dere Metalle, in denen diese typischen Elemente einige der oder alle Siliziumatome in dem Silicatgerüst ersetzen. Dar über hinaus können verschiedene organische funktionelle Grup pen und/oder anorganische funktionelle Gruppen als Nebenket tengruppen, gebunden an die Atome innerhalb des Grundgerü stes, gebunden sein. Bevorzugte Gruppen können beispielsweise eine Thiolgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Niederalkylgrup pe, wie eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe und die anderen Alkylgruppen, eine Phenylgruppe, eine Aminogruppe, eine Vinylgruppe und andere organische Gruppen einschließen.

Typische Verfahren zur Herstellung poröser Materiali en

Wie vorstehend ausgewiesen, können poröse Materialien durch Kondensieren eines Gerüstausgangsmaterials in Gegenwart eines Tensids in einer Lösung mit einer Konzentration des Ge rüstausgangsmaterials, die weniger als oder gleich 0,4 Mol/l ist, und einem Molverhältnis des Tensids zu dem Gerüstaus gangsmaterial im Bereich größer als oder gleich 0,05 bis we niger als oder gleich 50 erhalten werden. Nach der Kondensa tion wird das Tensid vorzugsweise aus dem Kondensat entfernt. Wenn die Konzentration des Ausgangsmaterials mehr als 0,4 Mol/l ist, kann der Porendurchmesser des porösen Materials groß werden. Wenn das Molverhältnis weniger als 0,05 ist, können die Poren des porösen Materials nicht vollständig ge bildet werden. Wenn weiterhin das Molverhältnis mehr als 50 ist, können die gleichförmigen Porendurchmesser nicht erhal ten werden.

Beispielsweise können die porösen Materialien durch Kondensieren eines Schichtsilicats (beispielsweise Kanemit) als ein Gerüstausgangsmaterial in einer Lösung eines Tensids (typisches Verfahren (1)) gebildet werden. Alternativ kann das poröse Material durch Kondensieren eines Gerüstausgangs materials, wie Natriumsilicat, Siliziumdioxid oder Alkoxysi lan oder anderes ähnliches Material, in einer Lösung eines Tensids gebildet werden (typisches Verfahren (2)).

Das typische Verfahren (1)

Ein typisches Verfahren unter Verwendung eines Schichtmaterials, wie das vorstehend erwähnte Schichtsilicat, oder anderes ähnliches Schichtmaterial als Gerüstausgangsma terial wird anschließend beschrieben. Ein typisches Verfahren zur Herstellung poröser Materialien mit einem Silicatgerüst wird weiterhin nachstehend als ein typisches Beispiel be schrieben.

Ein oder mehrere Silicat(e), ausgewählt aus der Grup pe, bestehend aus Kanemit (NaHSi₂O₃.3H₂O), Natriumdisilicat kristallen (α, β, γ, δ-Na₂Si₂O₃), Makatit (Na₂Si₄O₉.5H₂O), Ile rit (Na₂Si₈O₁₇.XH₂O), Magadiit (Na₂Si₁₄O₂₉.XH₂O), Kenyait (Na₂Si₂₀O₄₁.XH₂O) oder einem ähnlichen Material, kann als ein Schichtsilicat verwendet werden, das als ein Gerüstausgangs material geeignet ist. Zusätzlich können Materialien, die durch Behandeln von Tonmineralien, wie Sepiolit, Montmorillo nit, Vermiculit, Glimmer, Kaolinit und Smectit, mit einer sauren wässerigen Lösung und Entfernen der Elemente, die sich von Siliziumdioxid unterscheiden, erhalten werden, auch als weitere Schichtsilicate verwendet werden. Darüber hinaus kön nen auch ein oder mehrere Silicat(e), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Wasserglas, Glas, amorphem Natriumsili cat, Siliziumalkoxiden (Tetraethylorthosilicat und derglei chen) oder anderen Silicaten, die sich von den vorstehenden Schichtsilicaten unterscheiden, angewendet werden.

Andererseits gibt es keine spezielle Begrenzung für die Tenside, die in diesem Verfahren verwendet werden können. Im allgemeinen können verschiedene Tenside, wie anionische, kationische oder nichtionische Tenside, verwendet werden. Ka tionische Tenside können vorzugsweise angewendet werden, wo bei die kationischen Tenside ein Chlorid, Bromid, Jodid oder Hydroxid und/oder Alkyltrimethylammonium (C_nH_2n+1N(CH₃)₃; wobei n eine ganze Zahl von 2 bis 18 ist), Alkylammonium, Dialkyl dimethylammonium und Benzylammonium umfassen können, aber auch anionische Tenside, die auf Fettsäuresalzen basieren, Alkylsulfonate, Alkylphosphate, und nichtionische Tenside, die auf Polyethylenoxid basieren.

Wenn insbesondere von den porösen Materialien ge wünscht wird, dass sie ein Wasserdampfadsorptionsvermögen aufweisen, das weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem re lativen Dampfdruck von 10% und größer als oder gleich 0,2 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 28% ist, ist Alkyltrime thylammonium bevorzugt. Ebenfalls bevorzugt ist ein Octyltri methylammonium mit 8 Kohlenstoffatomen (n in der vorstehenden Formel) in der Alkylkette. Halogenide sind auch bevorzugt, in denen das Halogenatom vorzugsweise Chlor oder Brom sein kann.

Weiterhin können die Tenside einzeln oder in Kombinationen von zwei oder mehreren verwendet werden.

Das/Die vorstehend beschriebene(n) Schichtsilicat(e) und Tensid(e) kann/können unter sauren oder alkalischen Be dingungen vermischt werden und die Schichtsilicate können teilweise kondensiert sein. Das Tensid hat vorzugsweise eine Konzentration, die weniger als die kritische Mizellenkonzen tration in der Lösung ist. Ohne auf eine Theorie festgelegt zu sein, wird angenommen, dass in diesem Fall nur das Tensid, das die ionische Bindung mit SiO- auf der Oberfläche des Schichtsilicats bildet, als Templat dient. Weil überschüssige Tenside in dem Gemisch der Ausgangsmaterialien und Tenside nicht vorliegen, verglichen mit dem Fall, wenn Mizellen als Template dienen, kann eine regelmäßige Struktur mit einer kleinen Porengröße erhalten werden.

Beispielsweise liegt im Fall von Octyltrimethylammo niumhalogeniden die bevorzugte Konzentration, obwohl von der Temperatur abhängig, im allgemeinen im Bereich von 0,05 Mol/l bis 0,15 Mol/l. Wenn die Konzentration weniger als 0,05 Mol/l ist, werden die Poren nicht vollständig gebildet, und wenn die Konzentration mehr als 0,15 Mol/l ist, können gleichför mige Porendurchmesser nicht erhalten werden. Eine bevorzugte re Konzentration ist 0,075-0,13 Mol/l.

Andererseits ist die Konzentration des Gerüstaus gangsmaterials, wie ein Schichtsilicat oder ein ähnliches Ma terial, in der Lösung vorzugsweise 0,0055 Mol/l-0,33 Mol/l. Wenn die Konzentration weniger als 0,0055 Mol/l ist, können gleichförmige Porendurchmesser nicht erhalten werden, und wenn die Konzentration mehr als 0,33 Mol/l ist, werden Poren nicht vollständig gebildet.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Konzentra tion der Gerüstausgangsmaterialien vorzugsweise auf der Grundlage der Molzahl an Metallatomen in dem Metalloxidge rüst, das aus dem Gerüstausgangsmaterial gebildet wird, be rechnet. Im Fall eines Gerüstausgangsmaterials zum Gewinnen eines Silicatgerüstes dient die Molzahl an Silizium als Grundlage. Beispielsweise ist im Fall von Natriumdisilicat (Na₂Si₂O₅) das Metallatom Si, und die Konzentration wird als die Molzahl an Si berechnet. Somit bezieht sich für 1 Mol Na triumdisilicat die Berechnung auf 2 Mol Silizium. Es ist be vorzugter, dass die Konzentration 0,05-0,2 Mol/l ist.

Bei diesem Reaktionssystem ist das Molverhältnis des Tensids und des Gerüstausgangsmaterials (das heißt, das Ver hältnis der Molzahl des Tensids zu der Molzahl der Gerüst aufbauenden Metallatome in dem Gerüstausgangsmaterial) vor zugsweise 0,15-36. Wenn das Verhältnis weniger als 0,15 ist, werden die Poren nicht vollständig ausgebildet, und wenn das Verhältnis mehr als 36 ist, können keine gleichförmigen Po rendurchmesser erhalten werden. Bevorzugter ist das Verhält nis 1-20.

Vorzugsweise wird Wasser als Lösungsmittel angewen det. Außerdem können auch Mischlösungsmittel, in denen Wasser mit einem organischen Lösungsmittel vermischt wird, wie ein mit Wasser mischbarer Alkohol und dergleichen, angewendet werden.

Die Kondensation wird vorzugsweise unter Erwärmungs bedingungen durchgeführt, bei denen die Lösung, die das dis pergierte Schichtsilicat enthält, vorzugsweise auf eine Tem peratur von 30-100°C (bevorzugter auf 60-80°C) erhitzt wird. Die Reaktionszeit wird vorzugsweise auf 2-24 Stunden einge stellt. Weiterhin wird die Dispersionslösung vorzugsweise ge rührt, während die Reaktion unter Erhitzen verläuft.

Der pH-Wert der Dispersionslösung im anfänglichen Zu stand (im allgemeinen 1-5 Stunden) der Kondensationsreaktion wird vorzugsweise auf mehr als oder gleich 10 eingestellt; er kann anschließend (im allgemeinen nach einem Zeitraum von mehr als oder gleich 1 Stunde) auf weniger als oder gleich 10 eingestellt werden. Die pH-Wert-Steuerung kann unter Verwen dung eines Alkali (einer Base), wie Natriumhydroxid, und/oder einer Säure, wie Chlorwasserstoffsäure, durchgeführt werden. Diese pH-Wert-Steuerung macht es möglich, poröse Materialien mit ausgezeichneter Kristallinität und Wärmebeständigkeit zu erhalten. Wenn Kanemit verwendet wird, wird der pH-Wert der Dispersionslösung außerdem ohne eine spezielle Behandlung, weil Kanemit alkalisch ist, wenn es in einem Wasserlösungs mittel dispergiert wird, gewöhnlich größer als oder gleich 10.

Mittels Durchführen einer solchen Dehydratations- Kondensations-Reaktion ist es möglich, strukturelle Materia lien (das heißt, eine Vorstufe von mesoporösen Materialien) mit Mesoporen, für die das Tensid als Templat dient, zu bil den.

Bei der Ausführung der Kondensationsreaktion wird das Feststoffprodukt (Vorstufe von mesoporösen Materialien) fil triert und aus der Dispersion gewonnen. Vorzugsweise wird das feste Produkt wiederholt mit desionisiertem Wasser gewaschen. Nach dem Waschen kann das feste Produkt getrocknet werden. Das Tensid, das als Templat zur Bildung der Poren für die Vorstufe dient, kann anschließend entfernt werden, vorzugs weise durch Calcinieren bei einer Temperatur von mehr als oder gleich 550°C, oder durch Eintauchen (H⁺-Substitutions behandlung) in eine Chlorwasserstoffsäure/Ethanol-Lösung oder andere Tensid-entfernende Lösung. Wenn beispielsweise ein kationisches Tensid verwendet wird, kann das feste Produkt z. B. in Ethanol, das eine kleine Menge an zugegebener Chlor wasserstoffsäure enthält, dispergiert und unter Erhitzen auf 50-70°C gerührt werden. Wenn ein anionisches Tensid angewen det wird, kann das Tensid in eine Lösung, in die ein Anion gegeben wurde, extrahiert werden. Weiterhin kann, im Fall ei nes nichtionischen Tensids, Extraktion mit nur einem Lösungs mittel durchgeführt werden.

Wenn das vorstehend erwähnte Calcinieren durchgeführt wird, wird es vorzugsweise in einer Inertgasatmosphäre (bei spielsweise Stickstoff) ausgeführt, um eine Verbrennung des Tensids zu verhindern. Aber auch in diesem Fall ist es bevor zugt, während der Endstufe des Calcinierungsverfahrens eine oxidierende Atmosphäre, wie Luft oder anderes Sauerstoff enthaltendes Gas, anzuwenden, um die Bildung von Kohlenstoff oder anderem Rückstand zu verhindern.

Das vorstehend beschriebene Behandlungsverfahren er möglicht die Synthese verwendbarer poröser Materialien, in denen feine Poren aus den Teilen gebildet werden, in denen das Tensid (Templat) entfernt wurde. Zusätzlich ist es durch Anwenden der typischen Verfahren zur Herstellung poröser Ma terialien, die Schichtmaterialien anwenden, auch möglich, Schichtmaterialien mit einem Grundgerüst, das Elemente ent hält, die sich von Si unterscheiden, anzuwenden und um poröse Materialien mit einem solchen Grundgerüst herzustellen.

Unter Anwendung des typischen Verfahrens (1) können poröse Materialien mit einer kleinen Porengröße und einer gleichförmigen Porengrößenverteilung erhalten werden. Die kleine Porengröße und die gleichförmige Porengrößenverteilung der erhaltenen porösen Materialien macht es möglich, poröse Materialien mit einer Wasserdampfadsorptionseigenschaft zu erhalten, in der die Menge an adsorbiertem Wasserdampf weni ger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 10% und größer als oder gleich 0,2 g/g bei einem relati ven Dampfdruck von 28% ist. Wenn insbesondere Octyltrimethyl ammoniumhalogenid als Tensid angewendet wird, und das Schichtsilicat als ein Gerüstausgangsmaterial verwendet wird, können poröse Materialien erhalten werden, die eine Wasser dampfadsorptionseigenschaft aufweisen, in der die Menge an adsorbiertem Wasserdampf weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 10% und größer als oder gleich 0,2 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 28% ist.

Beispiele für Verfahren zum Einbau von Elementen, die sich von Silizium unterscheiden, in das poröse Gerüst, umfas sen beispielsweise die Verwendung eines Schichtsilicats, das Elemente, die sich von Si unterscheiden, als Ausgangsmaterial umfasst, und den Einbau einer Substanz, die andere Elemente enthält, während der Synthese der mesoporösen Materialien. Für diesen Zweck können Aluminiumnitrat und Natriumaluminat angewendet werden.

Das durch dieses Verfahren erhaltene poröse Material kann vorzugsweise einen mittleren Porendurchmesser von 1,3 bis 1,8 nm, gemessen durch das Cranston-Inklay-Verfahren oder BJH-Verfahren, aufweisen.

Das typische Verfahren (2)

In einem anderen typischen Verfahren wird ein Gerüst ausgangsmaterial, wie Natriumsilicat, Siliziumdioxid oder ein Alkoxysilan oder ähnliches Material, in einer Lösung eines Tensids kondensiert. Beispielsweise können Tetraalkoxysilane, wie Tetramethoxysilan, Tetraethoxysilan, Tetrapropoxysilan und Alkylalkoxysilane, wie Methyltrimethoxysilan und derglei chen, als Gerüstausgangsmaterial(ien) angewendet werden. Al kylalkoxysilane und Tetraalkoxysilane mit 3 oder 4 Alkoxy gruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen (vorzugsweise 1 bis 3 Atomen), wie Tetraethoxysilan, Tetramethoxysilan und derglei chen, sind bevorzugt. Diese Alkoxysilane können einzeln oder in Kombinationen von zwei oder mehreren verwendet werden. Be sonders bevorzugt sind Tetraalkoxysilane.

Die gleichen, im typischen Verfahren (1) beschriebe nen Tenside können auch vorzugsweise als die Tenside in dem typischen Verfahren (2) verwendet werden, und daher wird eine Beschreibung dieser Tenside durch diesen Hinweis einbezogen und nicht wiederholt. Besonders bevorzugt sind Octyltrime thylammoniumhalogenide und Decyltrimethylammoniumhalogenide. Solche Halogenide umfassen vorzugsweise Chlor oder Brom oder bevorzugter nur Brom.

Die vorstehend erwähnten Alkoxysilane und Tenside können vermischt und unter sauren oder alkalischen Bedingun gen kondensiert werden. Das Lösungsmittel des Reaktionssy stems ist vorzugsweise Wasser oder ein Mischlösungsmittel, das Wasser und ein organisches, mit Wasser mischbares Lö sungsmittel, wie Alkohol, umfasst. Methanol ist ein bevorzug tes organisches Lösungsmittel.

Die pH-Wert-Steuerung in dem Reaktionssystem wird vorzugsweise unter Verwendung eines Alkali (Base), wie Natri umhydroxid, und/oder einer Säure, wie Chlorwasserstoffsäure, durchgeführt. Vorzugsweise wird das vorstehend beschriebene kationische Tensid verwendet und das Reaktionssystem wird un ter alkalischen Bedingungen gebildet. Im Fall eines Reakti onssystems unter Verwendung von nur Wasser wird die Reaktion vorzugsweise unter alkalischen Bedingungen mit einem pH-Wert größer als oder gleich 10 durchgeführt, und anschließend wird der pH-Wert vorzugsweise auf weniger als 9 (bevorzugter weni ger als 8) durch Neutralisation mit einer Säure, wie Chlor wasserstoffsäure, eingestellt. Im Fall eines Wasser/Alkohol- Reaktionssystems wird nach Umsetzen unter alkalischen Bedin gungen bei einem pH-Wert von größer als oder gleich 10, die Kondensation durch Fortsetzen der Reaktion wie sie ist, ins besondere ohne Neutralisierung mit einer Säure, vorange bracht. Das Mischverhältnis des Alkohols, wie Methanol, in dem Reaktionssystem des Wasser/Alkohol-Flüssigkeitsgemisches ist vorzugsweise weniger als oder gleich 20 Gewichtsprozent, wenn ein Octyltrimethylammoniumhalogenid angewendet wird, und ist 10-40%, wenn Decyltrimethylammonium(halogenid) angewendet wird.

Im Fall von Octyltrimethylammoniumhalogeniden ist die Konzentration des Tensids vorzugsweise weniger als die kriti sche Mizellenkonzentration. Wenn beispielsweise ein Octyltri methylammoniumhalogenid mit nur Wasser als Reaktionslösungs mittel angewendet wird, ist die Konzentration vorzugsweise größer als oder gleich 0,05 Mol/l und weniger als oder gleich 0,15 Mol/l. Wenn die Konzentration weniger als 0,05 Mol/l ist, werden die Poren nicht vollständig gebildet, und wenn die Konzentration mehr als 0,15 Mol/l ist, können keine gleichförmigen Porendurchmesser erhalten werden. Bevorzugtere Konzentrationen sind weniger oder gleich 0,13 Mol/l.

Wenn ein Wasser/Methanol-Mischlösungsmittel verwendet wird, ist die Konzentration vorzugsweise größer als oder gleich 0,1 Mol/l und weniger als oder gleich 0,5 Mol/l. Wenn die Konzentration weniger als 0,1 Mol/l ist, werden die Poren nicht vollständig gebildet, und wenn die Konzentration mehr als 0,5 Mol/l ist, können keine gleichförmigen Porendurchmes ser erhalten werden. Bevorzugter wird 0,12-0,2 Mol/l verwen det. Wenn zusätzlich ein Wasser/Methanol-Mischlösungsmittel angewendet wird, ist die Konzentration an Decyltrimethylammo niumhalogenid vorzugsweise größer als oder gleich 0,01 Mol/l und weniger als oder gleich 0,15 Mol/l. Wenn die Konzentrati on weniger als 0,01 Mol/l ist, werden Poren nicht vollständig gebildet, und wenn die Konzentration mehr als 0,15 Mol/l ist, können keine gleichförmigen Porendurchmesser erhalten werden. Bevorzugter werden 0,03-0,1 Mol/l verwendet.

Während die Konzentration des Gerüstausgangsmaterials sich in Abhängigkeit von der Konzentration des Tensids unter scheidet, ist die bevorzugte Konzentration im allgemeinen größer als oder gleich 0,01 Mol/l und weniger als oder gleich 0,2 Mol/l. Wenn die Konzentration weniger als 0,01 Mol/l ist, sind die Teilchen sehr klein und sind sehr schwer zu gewin nen, und wenn die Konzentration mehr als 0,2 Mol/l ist, wird der Porendurchmesser des porösen Materials zu breit.

Wenn insbesondere ein Octyltrimethylammoniumhalogenid mit Wasser allein als Reaktionslösungsmittel verwendet wird, ist die Konzentration des Gerüstausgangsmaterials vorzugswei se größer als oder gleich 0,01 Mol/l und weniger als oder gleich 0,2 Mol/l. Wenn die Konzentration weniger als 0,01 Mol/l ist, sind die Teilchen sehr klein und sind sehr schwie rig zu gewinnen, und wenn die Konzentration mehr als 0,2 Mol/l ist, wird der Porendurchmesser des porösen Materials zu breit. Bevorzugter werden 0,05-0,12 Mol/l verwendet. Das Mol verhältnis des Tensids zu dem Gerüstausgangsmaterial (berech net als die Molzahl der Metallatome, die das Gerüst aufbauen) ist vorzugsweise größer als oder gleich 0,07 und weniger als oder gleich 50. Bevorzugter ist es 3-20.

Wenn ein Octyltrimethylammoniumhalogenid in einem Wasser/Methanol-Mischlösungsmittel verwendet wird, ist die Konzentration des Gerüstausgangsmaterials vorzugsweise größer als oder gleich 0,02 Mol/l und weniger als oder gleich 0,15 Moll. Wenn die Konzentration weniger als 0,02 Mol/l ist, sind die Teilchen sehr klein und sind sehr schwer zu gewin nen, und wenn die Konzentration mehr als 0,15 Mol/l ist, wird der Porendurchmesser des porösen Materials zu groß. Bevorzug ter werden 0,05-0,11 Mol/l verwendet. Zusätzlich ist das Ten sid/Ausgangsmaterial-Molverhältnis (im allgemeinen Si) vor zugsweise 0,6-25 und bevorzugter 1,5-10.

Wenn ein Decyltrimethylammoniumhalogenid in einem Wasser/Methanol-Mischlösungsmittel verwendet wird, ist die Konzentration vorzugsweise größer als oder gleich 0,01 Mol/l und weniger als oder gleich 0,15 Mol/l. Wenn die Konzentrati on weniger als 0,01 Mol/l ist, sind die Teilchen sehr klein und sind sehr schwierig zu gewinnen, und wenn die Konzentra tion mehr als 0,15 Mol/l ist, wird der Porendurchmesser des porösen Materials zu groß werden. Bevorzugter werden 0,02- 0,11 Mol/l verwendet. Das Tensid/Ausgangsmaterial-Molverhält nis (im allgemeinen Si) ist vorzugsweise 0,07-15 und bevor zugter 0,5-10.

Ein bevorzugter Reaktionstemperaturbereich ist -50°C- 100°C. Wenn das Reaktionssystem nur Wasser als Lösungsmittel verwendet, liegt die Temperatur vorzugsweise in einem Bereich von 60°C-80°C. Wenn das Reaktionssystem ein Wasser/Methanol- Mischlösungsmittel anwendet, kann die Reaktion beispielsweise bei Raumtemperatur durchgeführt werden.

Die Reaktionszeit unterscheidet sich geeigneterweise in Abhängigkeit von dem Reaktionssystem. Im allgemeinen ist sie 1 Stunde bis 48 Stunden, jedoch kann die Reaktion auch für einen längeren Zeitraum durchgeführt werden. Wenn bei spielsweise nur Wasser als Reaktionssystemlösungsmittel ver wendet wird, wird die Reaktion vorzugsweise für mehr als oder gleich 1 Stunde bei einem pH-Wert von größer als oder gleich 10 und für größer als oder gleich 3 Stunden bei einem pH-Wert von weniger als oder gleich 9 (vorzugsweise weniger als oder gleich pH 8) durchgeführt. Es ist bevorzugt, dass das Rühren innerhalb beider pH-Bereiche durchgeführt wird.

Nach Ablauf der Kondensationsreaktion wird das gebil dete Sediment oder der Feststoff in einem gelierten Zustand filtriert, gewaschen, getrocknet und dann einer dem vorste hend beschriebenen Calcinieren oder der H⁺-Austauschbehand lung ähnlichen Behandlung unterzogen, wodurch die Entfernung des Tensids möglich wird und dadurch ein poröses Material er halten wird.

Wenn das Material Calcinieren unterzogen wird, wird das feste Produkt somit vorzugsweise auf 300-1000°C (vorzugs weise 400-700°C) erhitzt. Die Erwärmungszeit ist vorzugsweise größer als oder gleich 30 Minuten. Um die organischen Stoffe vollständig zu entfernen, ist es besonders bevorzugt, dass das Erwärmen für mehr als oder gleich 1 Stunde durchgeführt wird. Weiterhin wird, ähnlich zu dem vorstehend beschriebenen typischen Verfahren (1), das Calcinieren vorzugsweise in ei ner Inertgasatmosphäre (Stickstoff oder dergleichen) bei ei ner Temperatur von weniger als etwa 400°C durchgeführt, um Verbrennung zu verhindern.

Wenn andererseits H⁺-Austauschbehandlung mit einem Alkohol oder dergleichen angewendet wird, wird das feste Pro dukt in einer durch Zugeben einer kleinen Menge einer ioni schen Komponente der gleichen elektrischen Ladung wie das Tensid zu einem Lösungsmittel mit einer hohen Tensidlöslich keit hergestellten Lösung dispergiert und gerührt. Anschlie ßend werden die festen Komponenten gewonnen. Beispielsweise können Ethanol, Methanol, Aceton und dergleichen als Lösungs mittel angewendet werden. Beispielsweise können auch poröse Materialien, die aus einem Grundgerüst, das Elemente (bei spielsweise Metallelemente), die sich von Si unterscheiden, enthält, bestehen, unter Verwendung dieses Verfahrens herge stellt werden. Im allgemeinen kann dieses Verfahren durch Zu geben einer Verbindung, die das vorstehend erwähnte Natrium silicat, Siliziumdioxid oder ein Alkoxysilan und auch andere Elemente als Ausgangsmaterialsubstanz enthält, zur Bildung eines Grundgerüsts und Durchführen der vorstehend beschriebe nen Kondensationsreaktion realisiert werden.

Ebenfalls können gemäß dem typischen Verfahren (2) poröse Materialien mit einer kleinen Porengröße und einer gleichförmigen Porengrößenverteilung erhalten werden. Die kleine Porengröße und die gleichförmige Porengrößenverteilung der erhaltenen porösen Materialien ermöglicht die Gewinnung poröser Materialien mit Wasserdampfadsorptionseigenschaften, in denen die Menge an adsorbiertem Wasserdampf bei einem re lativen Dampfdruck von 10% weniger als oder gleich 0,1 g/g und bei einem relativen Dampfdruck von 28% größer als oder gleich 0,2 g/g (vorzugsweise größer als oder gleich 0,25 g/g) ist.

Wenn Octyltrimethylammoniumhalogenid als Tensid ver wendet wird, können insbesondere poröse Materialien erhalten werden, die eine Wasserdampfadsorptionseigenschaft aufweisen, in der die Menge an adsorbiertem Wasserdampf bei einem rela tiven Dampfdruck von 10% weniger als oder gleich 0,1 g/g und bei einem relativen Dampfdruck von 28% größer als oder gleich 0,2 g/g ist.

Wenn Decyltrimethylammoniumhalogenid als ein Tensid verwendet wird, können poröse Materialien erhalten werden, die eine Wasserdampfadsorptionseigenschaft aufweisen, worin die Menge an adsorbiertem Wasserdampf bei einem relativen Dampfdruck von 10% weniger als oder gleich 0,1 g/g und bei einem relativen Dampfdruck von 28% größer als oder gleich 0,25 g/g ist.

Poröse Materialien können auch erhalten werden, die ein Gerüst aufweisen, worin der Unterschied in der Menge an adsorbiertem Wasserdampf zwischen zwei beliebigen Punkten in nerhalb eines Bereichs von relativen Dampfdrücken von mehr als oder gleich 10% bis weniger als oder gleich 28% in der Wasserdampfadsorptionsisothermen größer als oder gleich 0,16 g/g (vorzugsweise größer als oder gleich 0,18 g/g) ist.

Die durch dieses Verfahren erhaltenen porösen Mate rialien können auch vorzugsweise einen mittleren Porendurch messer von 1,3 bis 1,8 nm, gemessen durch das Cranston- Inklay-Verfahren oder BJH-Verfahren, aufweisen.

Das typische Verfahren (3)

Ein weiteres typisches Verfahren zur Herstellung von porösen Siliziumdioxidmaterialien kann Vermischen eines Ten sids und eines Gerüstausgangsmaterials in Gegenwart eines wässerigen Lösungsmittels mit einem pH-Wert von mehr als oder gleich 10, Einstellen des pH-Werts des flüssigen Gemisches, unter Gewinnung eines pH-Werts von mehr als oder gleich 9 und Entfernen des Tensids aus der festen Fraktion, getrennt von dem flüssigen Gemisch, nach Einstellen des pH-Werts ein schließen. Dieses typische Verfahren schließt auch eine pH- Wert-Steuerung in dem Kondensations-Reaktionssystem von dem Tensid und Gerüstausgangsmaterial der porösen Materialien ein, die ähnlich zu den vorstehend beschriebenen typischen Verfahren (1) und (2) durchgeführt werden kann. Somit werden in dem Reaktionssystem der typischen Verfahren (1) und (2) das Tensid und Gerüstausgangsmaterial in der ersten Stufe un ter einer Bedingung vermischt, bei der der pH-Wert größer als oder gleich 10 ist, und wenn der pH-Wert vermindert wird, je doch größer als oder gleich pH 9 ist, durch Zugabe einer Säu re in der zweiten Stufe.

Die in den typischen Verfahren (1) und (2) beschrie benen Tenside können verwendet werden. Vorzugsweise wird Al kyltrimethylammonium (C_nH_2n+1N(CH₃)₃; n ist eine ganze Zahl von 2 bis 18) verwendet und bevorzugter wird ein Alkyltrimethyl ammoniumhalogenid mit 8 bis 18 Kohlenstoffatomen angewendet.

Es ist bevorzugter, dass Octyltrimethylammoniumhalogenide, Decyltrimethylammoniumhalogenide, Dodecyltrimethylammoniumha logenide, Tetradecylammoniumhalogenide und Hexadecylammonium halogenide (es ist bevorzugt, dass bei Halogeniden das Halo genatom Chlor oder Brom ist) verwendet werden.

Zusätzlich können die Lösungsmittel des Reaktionssy stems von typischen Verfahren (1) und (2) auch angewendet werden. Vorzugsweise wird Wasser allein als Reaktionslösungs mittel verwendet.

Bevorzugte Konzentrationen des Tensids sind größer als oder gleich 0,05 Mol/l und weniger als oder gleich 0,5 Mol/l. Wenn Octyltrimethylammoniumhalogenide verwendet wer den, ist die bevorzugte Konzentration größer als oder gleich 0,05 Mol/l und weniger als oder gleich 0,3 Mol/l. Wenn die Konzentration weniger als 0,05 Mol/l ist, werden Poren nicht vollständig gebildet, und wenn die Konzentration mehr als 0,3 Mol/l ist, können keine gleichförmigen Poren erhalten werden. Wenn Decyltrimethylammoniumhalogenide, Dodecyltrimethylammo niumhalogenide, Tetradecylammoniumhalogenide und Hexadecylam moniumhalogenide verwendet werden, ist die Konzentration vor zugsweise größer als oder gleich 0,05 Mol/l und weniger als oder gleich 0,5 Mol/l. Wenn die Konzentration weniger als 0,05 Mol/l ist, werden Poren nicht vollständig gebildet, und wenn die Konzentration weniger als 0,5 Mol/l ist, können kei ne gleichförmigen Poren erhalten werden.

Die gleichen oder ähnliche Gerüstausgangsmaterialien, die in typischen Verfahren (1) und (2) beschrieben wurden, können auch verwendet werden und werden deshalb nicht wieder holt. Somit können Schichtsilicate oder verschiedene Alkoxy silane und dergleichen verwendet werden. Spezielle Beispiele schließen Kanemit, Natriumsilicat, Natriumdisilicat, Tetra methoxysilan, Tetraethoxysilan und dergleichen ein. Die Ge rüstausgangsmaterialien, die in den typischen Verfahren (1) und (2) als bevorzugt beschrieben wurden, können auch in die sem typischen Verfahren verwendet werden.

Obwohl sich die Konzentration des Gerüstausgangsmate rials in Abhängigkeit von der Art des Tensids unterscheidet, ist die Konzentration, wenn ein Octyltrimethylammoniumhaloge nid verwendet wird, vorzugsweise größer als oder gleich 0,0055 Mol/l und weniger als oder gleich 0,33 Mol/l. Wenn die Konzentration weniger als 0,0055 Mol/l ist, sind die Teilchen sehr klein und sind sehr schwierig zu gewinnen, und wenn die Konzentration mehr als 0,33 Mol/l ist, wird der Porendurch messer des porösen Materials zu groß. Wenn Decyltrimethylam moniumhalogenide, Dodecyltrimethylammoniumhalogenide, Tetra decylammoniumhalogenide und Hexadecylammoniumhalogenide ver wendet werden, ist die Konzentration des Gerüstausgangsmate rials in allen Fällen vorzugsweise größer als oder gleich 0,0055 Mol/l und weniger als oder gleich 1 Mol/l. Wenn die Konzentration weniger als 0,0055 Mol/l ist, sind die Teilchen sehr klein und sind sehr schwierig zu gewinnen, und wenn die Konzentration mehr als 1 Mol/l ist, wird der Porendurchmesser des porösen Materials zu groß. In den vorstehenden Fällen ist weiterhin das Molverhältnis von dem Tensid zu dem Gerüstaus gangsmaterial (berechnet als die Molzahl von Metallatomen, die das Gerüst aufbauen) vorzugsweise größer als oder gleich 0,15 und weniger als oder gleich 36. Wenn das Verhältnis we niger als 0,15 ist, werden Poren nicht vollständig gebildet und wenn das Verhältnis mehr als 36 ist, können keine gleich förmigen Poren erhalten werden.

Der pH-Wert in der ersten Stufe der Reaktion wird auf größer als oder gleich 10 eingestellt. Mit Ausnahme für den Fall, wenn das Reaktionssystem selbst eine solche pH-Wert- Bedingung bereitstellt, wird der pH-Wert durch Zugeben einer Säure, wie Chlorwasserstoffsäure und dergleichen, und/oder eines Alkali (Base), wie Natriumhydroxid und dergleichen, eingestellt. Wenn nur Wasser als Reaktionslösungsmittel ver wendet wird, kann die Bedingung des pH-Werts größer als oder gleich 10 lediglich durch Zugabe von Gerüstausgangsmaterial und Tensid (durch das Reaktionssystem selbst) erreicht wer den. In diesem Fall kann die Reaktion selbst einen pH-Wert bereitstellen, der größer als oder gleich 10 innerhalb der Konzentrationsbereiche des Tensids und Gerüstausgangsmaterial ist, das in dem vorstehend beschriebenen typischen Verfahren bevorzugt ist.

Die erste Stufe wird 1 Stunde bis weniger als oder gleich 20 Stunden und vorzugsweise mehr als oder gleich 3 Stunden gehalten. Innerhalb dieses Zeitraums kann das flüssi ge Gemisch in einem stationären Zustand belassen werden, wird jedoch vorzugsweise gerührt. Die Temperatur kann im Bereich von Raumtemperatur bis etwa 100°C liegen, ist jedoch vorzugs weise größer als oder gleich 50°C und auch bevorzugter größer oder gleich 60°C.

Hinsichtlich der pH-Steuerung in der zweiten Reakti onsstufe wird der pH-Wert im Bereich von mehr als oder gleich 9 und vorzugsweise mehr als oder gleich 9,5 durch Zugabe ei ner Säure vermindert. Die obere Grenze des pH-Werts in diesem pH-Steuerungsschritt ist vorzugsweise weniger als der pH-Wert der ersten Stufe. Vorzugsweise ist er weniger als oder gleich 10,5. Wenn der pH-Wert auf mehr als oder gleich 9 in der zweiten Stufe eingestellt wird, wird somit die Regelmäßigkeit der Poren verbessert und das Wasserdampfadsorptionsvermögen erhöht. Die zugegebene Säure ist vorzugsweise Chlorwasser stoffsäure oder eine ähnliche anorganische Säure.

Der pH-Wert wird in der zweiten Stufe vorzugsweise 1 Stunde bis weniger oder gleich 20 Stunden und vorzugsweise mehr als oder gleich 3 Stunden gehalten. Innerhalb dieses Zeitraums kann das flüssige Gemisch im ruhenden Zustand be lassen werden, wird allerdings vorzugsweise gerührt. Die Tem peratur kann von Raumtemperatur bis etwa 100°c betragen, ist aber vorzugsweise größer als oder gleich 50°C. Bevorzugter ist sie größer als oder gleich 60°C.

Unter Verwendung dieser Verfahren wird eine feste Fraktion in dem flüssigen Gemisch erhalten. Diese feste Frak tion wird durch Filtrieren, Waschen und ähnliche Verfahren gewonnen. Poröse Materialien können in der gleichen Weise wie in typischen Verfahren (1) und (2) durch Trocknen und Entfer nen des Tensids erhalten werden. Folglich können poröse Mate rialien mit einer gleichförmigen Porengrößenverteilung durch Kondensieren des Tensids und des Gerüstausgangsmaterials in einem Zustand erhalten werden, bei dem der pH-Wert auf größer als oder gleich 9 in der zweiten Stufe des Reaktionssystems eingestellt ist. Wenn beispielsweise ein Octyltrimethylammo niumhalogenid als Tensid verwendet wird, können daher poröse Materialien erhalten werden, die ein Wasserdampfadsorptions vermögen aufweisen, das weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 10% und größer als oder gleich 0,25 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 28% ist.

Es kann auch ein poröses Material mit einem Gerüst erhalten werden und bei dem der Unterschied in der Menge an adsorbiertem Wasserdampf zwischen zwei beliebigen Punkten in nerhalb eines Bereichs von relativen Dampfdrücken von größer als oder gleich 10% bis weniger als oder gleich 28%, größer als oder gleich 0,18 g/g (vorzugsweise größer als oder gleich 0,23 g/g) in der Wasserdampfadsorptionsisothermen ist.

Wenn Decyltrimethylammoniumhalogenid als Tensid ver wendet wird, können poröse Materialien erhalten werden, die ein Wasserdampfadsorptionsvermögen aufweisen, das geringer als oder gleich 0,1 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 20% und größer, als oder gleich 0,35 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 35% ist. Wenn Dodecyltrimethylammoniumhaloge nid als Tensid verwendet wird, können poröse Materialien er halten werden, die ein Wasserdampfadsorptionsvermögen aufwei sen, das geringer als oder gleich 0,1 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 25% und größer als oder gleich 0,40 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 40% ist. Wenn ein Tetradecyl trimethylammoniumhalogenid als Tensid verwendet wird, können poröse Materialien erhalten werden, die ein Wasserdampfad sorptionsvermögen aufweisen, das weniger als oder gleich 0,1 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 30% und größer als oder gleich 0,48 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 50% ist. Wenn ein Hexadecyltrimethylammoniumhalogenid als Tensid verwendet wird, können poröse Materialien erhalten werden, die ein Wasserdampfadsorptionsvermögen aufweisen, das weniger als oder gleich 0,15 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 40% und größer als oder gleich 0,60 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 60% ist.

Das typische Verfahren (4)

Es werden auch typische Verfahren zum Entfernen des Tensids aus dem Kondensat, das durch Kondensation von dem Tensid und einem Gerüstausgangsmaterial erhalten wird und In kontaktbringen der erhaltenen calcinierten Materialien (porö sen Materialien) mit einer Lösung einer Säure oder eines Sal zes einer Säure und einem Metallion mit einer Wertigkeit von mehr als oder gleich 3 beschrieben. Innerhalb dieses typi schen Verfahrens wird die Beständigkeit der erhaltenen porö sen Materialien gegenüber Feuchtigkeit und heißem Wasser er höht, wodurch ein Material mit einem hohen Wasserdampfadsorp tionsvermögen bei einem niedrigen relativen Dampfdruck erhal ten werden kann, auch in porösen Materialien, die Heißwasser behandlung (im allgemeinen etwa 80°C) unterzogen werden. Ohne auf eine Theorie festgelegt zu sein, kann diese Erhöhung der Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit oder heißem Wasser auf grund der Verstärkung der Bindungen innerhalb des Gerüsts und insbesondere der Bindungen zwischen dem Metallelement und Sauerstoff (im allgemeinen Bindungen Si-O-Si) durch die Säu rebehandlung oder Salzbehandlung vorliegen.

Das typische Verfahren (4) kann auf die vorstehend beschriebenen Verfahren (1) und (2) und bevorzugter auf das typische Verfahren (2) angewendet werden. Deshalb können die in den typischen Verfahren (1) und (2) beschriebenen Aus gangsmaterialien als Gerüstausgangsmaterialien verwendet wer den und werden in dieses typische Verfahren einbezogen. Es ist jedoch bevorzugt, dass die Gerüstausgangsmaterialien, die im typischen Verfahren (2) angewendet werden, verwendet wer den. Es ist bevorzugter, dass Tetraalkoxysilan und Alkylalk oxysilan als das Gerüstausgangsmaterial verwendet werden. Es ist weiterhin bevorzugt, dass ein Alkylalkoxysilan und Tetraalkoxysilan mit 3 oder 4 Alkoxygruppen, die 1 bis 4 Koh lenstoffatome (vorzugsweise 1 bis 3) enthalten, verwendet werden, und es ist insbesondere bevorzugt, dass ein Tetraalk oxysilan mit einer solchen Alkoxygruppe verwendet wird. Typi sche Beispiele sind Tetraethoxysilan und Tetramethoxysilan.

Weiterhin können die in den typischen Verfahren (1) und (2) beschriebenen Tenside als das Tensid in diesem typi schen Verfahren verwendet werden und werden daher durch die sen Hinweis in die vorliegende Beschreibung einbezogen. Vor zugsweise werden Alkyltrimethylammoniumverbindungen verwendet und noch bevorzugter werden Octyltrimethylammoniumhalogenide oder Decyltrimethylammoniumhalogenide angewendet. Halogenide sind vorzugsweise Verbindungen, die Chlor oder Brom umfassen.

Keine spezielle Begrenzung wird der Konzentration des Tensids in dem Reaktionssystem auferlegt. Wenn jedoch Octyl trimethylammoniumhalogenide verwendet werden, ist es bevor zugt, dass die Konzentration weniger als die kritische Mizel lenkonzentration ist, weil poröse Materialien mit gleichför migen Poren mit kleiner Größe leicht erhalten werden, wenn die Konzentration weniger als die kritische Mizellenkonzen tration ist. Wenn beispielsweise ein Octyltrimethylammonium halogenid nur mit Wasser als Reaktionslösungsmittel allein verwendet wird, ist die Konzentration vorzugsweise größer als oder gleich 0,05 Mol/l und weniger als oder gleich 0,15 Mol/l und bevorzugter weniger als oder gleich 0,13 Mol/l. Wenn ein Wasser/Ethanol-Mischlösungsmittel verwendet wird, ist die Konzentration vorzugsweise größer als oder gleich 0,1 Mol/l und weniger als oder gleich 0,5 Mol/l und bevorzugter 0,12- 0,2 Mol/l. Wenn ein Decyltrimethylammoniumhalogenid mit einem Wasser/Methanol-Mischlösungsmittel verwendet wird, ist die Konzentration vorzugsweise größer als oder gleich 0,01 Mol/l und weniger als 0,15 Mol/l und bevorzugter 0,03-0,1 Mol/l.

Keine spezielle Begrenzung wird der Konzentration des Gerüstausgangsmaterials in dem Reaktionssystem auferlegt, es ist jedoch bevorzugt, dass die Konzentration weniger als 0,4 Mol/l ist. Es ist bevorzugter, dass die Konzentration größer als oder gleich 0,01 Mol/l und weniger als oder gleich 0,2 Mol/l ist. Weiterhin ist das Molverhältnis des Tensids zu dem Gerüstausgangsmaterial (im allgemeinen Si) vorzugsweise 0,07- 25. Wenn das Verhältnis weniger als 0,07 ist, werden die Po ren nicht vollständig gebildet und wenn das Verhältnis mehr als 25 ist, können keine gleichförmigen Poren erhalten wer den. Wenn insbesondere ein Octyltrimethylammoniumhalogenid nur mit Wasser als Reaktionslösungsmittel verwendet wird, ist die Konzentration des Gerüstausgangsmaterials vorzugsweise größer als oder gleich 0,01 Mol/l und weniger als oder gleich 0,2 Mol/l und auch bevorzugter 0,05-0,12 Mol/l. Weiterhin ist das Molverhältnis des Tensids zu dem Gerüstausgangsmaterial (berechnet als die Molzahl der Metallatome, die das Gerüst aufbauen) vorzugsweise größer als oder gleich 3 und weniger als oder gleich 20. Wenn ein Octyltrimethylammoniumhalogenid in einem Wasser/Methanol-Mischlösungsmittel verwendet wird, ist die Konzentration des Gerüstausgangsmaterials vorzugswei se größer als oder gleich 0,02 Mol/l und weniger als 0,15 Mol/l und bevorzugter 0,05-0,11 Moll. Weiterhin ist das Ten sid/Ausgangsmaterial-(im allgemeinen Si)-Molverhältnis vor zugsweise 0,6-25. Wenn das Verhältnis weniger als 0,6 ist, werden die Poren nicht vollständig gebildet und wenn das Ver hältnis mehr als 25 ist, wird die Gleichförmigkeit der Poren abnehmen.

Wenn darüber hinaus ein Decyltrimethylammoniumhaloge nid in einem Wasser/Methanol-Mischlösungsmittel verwendet wird, ist die Konzentration vorzugsweise größer als oder gleich 0,01 Mol/l und weniger als oder gleich 0,15 Mol/l und auch bevorzugter 0,02-0,11 Mol/l. Weiterhin ist das Ten sid/Ausgangsmaterial-(im allgemeinen Si)-Molverhältnis vor zugsweise 0,07-15. Wenn das Verhältnis weniger als 0,07 ist, werden die Poren nicht vollständig gebildet, und wenn das Verhältnis mehr als 15 ist, wird die Gleichförmigkeit der Po ren abnehmen.

Die vorstehenden Konzentrationen und die Molverhält nisse sind vorzugsweise die gleichen wie im typischen Verfah ren (2).

Der pH-Wert und die Temperaturbedingungen des Reakti onssystems sind die gleichen wie in den entsprechenden typi schen Verfahren (1) und (2) und die bevorzugten Bedingungen werden vorzugsweise angewendet. Wenn insbesondere ein Tetraalkoxysilan oder ein Alkylalkoxysilan als Gerüstaus gangsmaterial verwendet wird und ein Octyltrimethylammonium halogenid oder ein Decyltrimethylammoniumhalogenid als Tensid verwendet wird, ist die Konzentration an Natriumhydroxid in dem Reaktionssystem vorzugsweise 10-40 Mol% zu dem Gerüstaus gangsmaterial. Wenn das Molverhältnis weniger als 10 Mol% ist, werden die Poren nicht vollständig gebildet. Wenn das Verhältnis mehr als 40 Mol% ist, fällt der Verbundstoff aus porösem Material und Tensid nicht in ausreichendem Maße aus.

Die Reaktionszeiten unterscheiden sich bezüglich der unterschiedlichen Reaktionssysteme, jedoch sind im allgemei nen 1 bis 48 Stunden bevorzugte Reaktionszeiten und die Reak tion kann für mehr als 48 Stunden fortgesetzt werden. Das Tensid wird anschließend entfernt und wird vorzugsweise durch Wärmebehandlung (beispielsweise etwa 6 Stunden bei 550°C) entfernt. Nach Entfernendes Tensids werden die porösen Mate rialien, die nach Entfernen des Tensids erhalten werden, zu einer Lösung einer Säure oder eines Salzes einer Säure und eines Metallions mit einer Wertigkeit von mehr als oder gleich 3 gegeben und die porösen Materialien mit der Säure oder dem Salz in Kontakt gebracht. Die Säure kann mit den po rösen Materialien als solche oder als Salz mit einem Metall ion mit einer Wertigkeit von größer als oder gleich 3 in Kon takt gebracht werden.

Anorganische Säuren und/oder organische Säuren können angewendet werden. Anorganische Säuren sind vorzugsweise eine oder mehrere Säuren, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Chlorwasserstoffsäure, Schwefelsäure, Kohlensäure und Salpe tersäure, jedoch ist diese typische Gruppe an Säuren nicht besonders begrenzt. Die organischen Säuren sind nicht be grenzt auf, sind jedoch vorzugsweise eine oder mehrere Säu re(n), ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Essigsäure, Oxalsäure, Phthalsäure und Fettsäuren. Wenn eine Säure mit den porösen Materialien in Kontakt tritt, ist die anorgani sche Säure vorzugsweise Chlorwasserstoffsäure oder Salpeter säure und bevorzugter Chlorwasserstoffsäure. In ähnlicher Weise ist Essigsäure die bevorzugte organische Säure. Es ist weiterhin bevorzugt, dass die Säure das poröse Material als wässerige Lösung kontaktiert.

Bevorzugte Beispiele für Metallionen mit einer Wer tigkeit von größer als oder gleich drei schließen Aluminium ion (Al³⁺), Eisen(III)ion (Fe³⁺), Titanion (Ti⁴⁺), Vanadiumion (V³⁺), Zirconiumion (Zr⁴⁺), Galliumion (Ga⁺) und Rutheniumion (Ru³⁺) ein. Aluminiumion (Al³⁺) oder Eisen(III) ion (Fe³⁺) sind besonders bevorzugt und das Eisen(III)ion (Fe³⁺) ist bevor zugter. Während beliebige eine oder mehrere Säure(n) von den vorstehend beschriebenen anorganischen Säuren und organischen Säuren als Säure-bildend für ein Salz mit einem Metallion verwendet werden, sind Salpetersäure oder Oxalsäure bevor zugt. Wenn ein Salz einer Säure und eines Ions mit einer Wer tigkeit von größer als oder gleich 3 verwendet wird, kann mindestens eines von den Metallionen in dem Salz vorliegen. Außerdem wird das Salz vorzugsweise als eine wässerige Lösung in Kontakt gebracht. Bevorzugte Beispiele für solche Salze schließen Aluminiumnitrat, Eisen(III)nitrat und Ammoniumti tanyloxalat, Vanadiumchlorid, Zirconiumnitrat, Galliumnitrat und Rutheniumchlorid ein. Die besonders bevorzugten Salze sind Aluminiumnitrat und Eisen(III)nitrat und ein bevorzugte res Salz ist Eisen(III)nitrat.

Wenn eine solche Säure mit den porösen Materialien in Kontakt gebracht wird, ist die Normalität in dem Reaktionsme dium vorzugsweise auf 0,001-1 N eingestellt. Wenn sie weniger als 0,001 N ist, ist die Menge der Säure, bezogen auf das Ge rüstausgangsmaterial, nicht ausreichend und sie kann die Was serbeständigkeit nicht beeinträchtigen, und wenn sie mehr als 1 N ist, ist die Azidität stark und zerstört die Poren. Be vorzugter ist sie 0,01-0,5 N. Wenn ein Salz mit dem porösen Material in Kontakt gebracht wird, ist die Salzkonzentration vorzugsweise 0,001 Mol/l-5 Mol/l im Reaktionsmedium. Wenn sie weniger als 0,001 Mol/l ist, ist die Menge an Säure, be zogen auf das Gerüstausgangsmaterial, nicht ausreichend und sie kann die Wasserbeständigkeit nicht beeinträchtigen, und wenn sie mehr als 5 Mol/l ist, ist die Azidität zu stark und zerstört die Poren. Bevorzugter ist sie 0,01-0,5 Mol/l. Weiterhin ist die Temperatur vorzugsweise 0-100°C und be vorzugter 30-70°C.

Nach Inkontaktbringen mit der Säure oder dem Salz wird die die porösen Materialien enthaltende Lösung fil triert, das poröse Material wird aus dem Filter entfernt und getrocknet. Die aus dem Filter entfernten porösen Materialien werden vorzugsweise bei mehr als oder gleich 100°C wärmebe handelt. Vorzugsweise wird die Wärmebehandlung bei 100-600°C durchgeführt. Die Wärmebehandlungszeit ist vorzugsweise 1- 24 Stunden. Überschüssige Säuren und Salze werden durch diese Wärmebehandlung entfernt.

Die porösen Materialien, die einem solchen Kontakt verfahren oder dem Kontaktverfahren und anschließendem Wärme behandlungsverfahren unterzogen werden, haben eine erhöhte Feuchtigkeitsbeständigkeit und Beständigkeit gegen heißes Wasser. Wenn beispielsweise solche porösen Materialien 24 Stunden in heißes Wasser bei 80°C getaucht werden und dann ihre Wasserdampfadsorptionsisotherme gemessen wurde, wurde ein wesentlicher Anstieg in der adsorbierten Menge bei einem speziellen relativen Dampfdruck entsprechend der Porengröße beobachtet, von dem angenommen wird, dass er auf die feine Porengröße und die regelmäßige Anordnung von feinen Poren zu rückzuführen ist. Dieses Ergebnis wurde auch durch das Rönt genbeugungsdiagramm nach der Behandlung mit heißem Wasser be stätigt, wobei die Gegenwart eines Peaks d100, der seinen Ur sprung in der Porenbeabstandung hat, bestätigt wurde. Weiter hin wurde die Beibehaltung der Struktur der porösen Materia lien nach Behandlung mit heißem Wasser bestätigt.

Das durch das vorliegende typische Verfahren erhalte ne poröse Material stellt ein Wasserdampfadsorptionsvermögen bereit, das weniger als oder gleich 0,1 g/g und größer als oder gleich 0,2 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 10% bzw. 25% in der Wasserdampfadsorptionsisothermen ist. Insbe sondere ergibt sich dieses Wasserdampfadsorptionsvermögen nach der Behandlung, bei der das poröse Material 24 Stunden in heißes Wasser bei 80°C getaucht wurde. Weiterhin hat das poröse Material einen Unterschied in der Menge von adsorbier tem Wasserdampf zwischen zwei beliebigen Punkten innerhalb eines Bereichs von relativen Dampfdrücken von größer als oder gleich 10% bis weniger als oder gleich 25%; das heißt größer als oder gleich 0,12 g/g. Im Ergebnis werden Wasserdampf adsorbierende Materialien bereitgestellt, die eine ausge zeichnete Beständigkeit gegen Feuchtigkeit und heißes Wasser aufweisen und ein hohes Wasserdampfadsorptionsvermögen unter einem relativ niedrigen Dampfdruck aufweisen. Wiederum können die durch dieses Verfahren erhaltenen porösen Materialien vorzugsweise einen mittleren Porendurchmesser von 1,3 bis 1,8 nm, gemessen durch das Cranston-Inklay-Verfahren oder BJH- Verfahren, aufweisen.

Das typische Verfahren (5)

Es werden auch typische Verfahren zum Kondensieren eines Gerüstausgangsmaterials in einer Lösung beschrieben, die eine Konzentration des Gerüstausgangsmaterials aufweisen, die weniger als oder gleich 0,4 Mol/l ist und ein Molverhält nis von einem Tensid zu dem Gerüstausgangsmaterial von mehr als oder gleich 0,07 und weniger als oder gleich 25 aufwei sen. Nach diesem Schritt wird das Tensid von dem Kondensat entfernt. Vorzugsweise enthält das Gerüstausgangsmaterial Si und Al als Metallelemente. Unter Verwendung dieses Verfahrens werden poröse Materialien mit guter Feuchtigkeitsbeständig keit erhalten, die es möglich machen, poröse Materialien zu erhalten, die als Material zur Wasserdampfadsorption und -desorption bevorzugt sind. Das Verfahren kann mit dem vor stehend beschriebenen typischen Verfahren (2) und den anderen vorstehend beschriebenen typischen Verfahren unter Verwendung des typischen Verfahrens (2) angewendet werden. Jedoch wird es nicht mit dem typischen Verfahren (1) angewendet, das Ver netzen zwischen Schichtsilicaten einschließt.

Wenn dieses typische Verfahren mit dem typischen Ver fahren (2) angewendet wird, kann ein Al-enthaltendes Gerüst ausgangsmaterial im Zusammenhang mit dem Si-enthaltenden Ge rüstausgangsmaterial, das in dem typischen Verfahren (2) be schrieben wurde, verwendet werden. Beispielsweise können ver schiedene Aluminatderivate, einschließlich Alkylester von Aluminat und Aluminatsalzen, wie Natriumaluminat und Alumini umsalzen, wie Aluminiumnitrat, verwendet werden. Vorzugsweise werden im typischen Verfahren (2) angewendete Gerüstausgangs materialien in diesem typischen Verfahren verwendet, wobei die Gerüstausgangsmaterialien hierbei in dieses Verfahren durch Hinweis einbezogen werden. Bevorzugter werden Tetraal koxysilan und Alkylalkoxysilane als Gerüstausgangsmaterialien verwendet, insbesondere werden Tetraalkoxysilan und Alkylalk oxysilane mit 3 oder 4 Alkoxygruppen mit 1 bis 4 Kohlenstoff atomen verwendet, und besonders bevorzugt werden Tetraalkoxy silane mit solchen Alkoxygruppen verwendet. Typische Beispie le sind Tetraethoxysilan und Tetramethoxysilan.

Obwohl sich die Konzentration des Gerüstausgangsmate rials in Abhängigkeit von der Konzentration des Tensids un terscheidet, ist die bevorzugte Konzentration größer als oder gleich 0,01 Mol/l und weniger als oder gleich 0,2 Moll. Wenn sie weniger als 0,01 Mol/l ist, werden die Teilchen zu klein, um das Produkt effizient zu gewinnen. Wenn sie mehr als 0,2 Mol/l ist, ist die Porengröße des porösen Materials zu groß.

Das Molverhältnis des Tensids zu dem Gerüstausgangs material (berechnet als Molzahl des die Metallatome aufbauen den Gerüsts, Si und Al) ist vorzugsweise größer als oder gleich 0,07 und weniger als oder gleich 25. Wenn es weniger als 0,07 ist, werden die Poren nicht vollständig gebildet und wenn es mehr als 25 ist, können keine gleichförmigen Poren erhalten werden. Bevorzugter wird 0,1-10 verwendet. Weiterhin sind bevorzugte Molverhältnisse der Molmenge an Al zu der Molmenge an Si und Al insgesamt in dem Gerüstausgangsmaterial 0,0005-0,2. Wenn es weniger als 0,0005 ist, wird die Wasser beständigkeit des porösen Materials vermindert und wenn es mehr als 0,2 ist, können keine gleichförmigen Poren erhalten werden. Bevorzugter ist es 0,001-0,2, insbesondere 0,001-0,1 und besonders bevorzugt 0,02-0,06.

Im typischen Verfahren (2) verwendete Tenside können auch in diesem typischen Verfahren verwendet werden und wer den hierbei durch Hinweis einbezogen. Vorzugsweise werden Al kyltrimethylammoniumverbindungen verwendet und es ist bevor zugt, dass Octyltrimethylammoniumhalogenide oder Decyltrime thylammoniumhalogenide verwendet werden. Das Halogenid ist vorzugsweise eine Verbindung, die Chlor oder Brom enthält.

Keine spezielle Begrenzung wird der Konzentration an Tensid in dem Reaktionssystem auferlegt. Jedoch im Fall von Octyltrimethylammoniumhalogeniden ist die bevorzugte Konzen tration weniger als die kritische Mizellenkonzentration, weil poröse Materialien mit gleichförmigen Poren von einem kleinen Durchmesser leicht erhalten werden können, wenn die Konzen tration weniger als die kritische Mizellenkonzentration ist.

Wenn Octyltrimethylammoniumhalogenide beispielsweise nur mit Wasser als Reaktionslösungsmittel verwendet werden, ist die Konzentration vorzugsweise größer als oder gleich 0,05 Mol/l und weniger als oder gleich 0,15 Mol/l und bevor zugter weniger als oder gleich 0,13 Mol/l. In diesem Fall ist das Gerüstausgangsmaterial vorzugsweise 0,01 Mol/l-0,2 Mol/l (bevorzugter 0,05 Mol/l-0,12 Mol/l). Wenn ein Was ser/Methanol-Mischlösungsmittel verwendet wird, ist die Kon zentration vorzugsweise größer als oder gleich 0,1 Mol/l und weniger als oder gleich 0,5 Mol/l und bevorzugter 0,12-0,2 Mol/l. In diesem Fall ist das Gerüstausgangsmaterial vorzugs weise 0,02 Mol/l-0,15 Mol/l (bevorzugter 0,05 Mol/l-0,11 Mol/l).

Wenn ein Wasser/Methanol-Mischlösungsmittel verwendet wird, ist die Konzentration eines Decyltrimethylammoniumhalo genids vorzugsweise größer als oder gleich 0,01 Mol/l und we niger als oder gleich 0,15 Mol/l. Bevorzugter ist sie 0,03- 0,1 Mol/l. In diesem Fall ist die Gerüstausgangsmaterialkon zentration vorzugsweise 0,01 Mol/l-0,15 Mol/l (bevorzugter 0,02 Mol/l-0,11 Mol/l).

Die gleichen pH-Wert- und Temperaturbedingungen des Reaktionssystems können verwendet werden, die für entspre chende typische Verfahren (2) geeignet sind und die bevorzug ten Bedingungen werden vorzugsweise verwendet. Wenn insbeson dere ein Tetraalkoxysilan oder ein Alkylalkoxysilan als das Gerüstausgangsmaterial verwendet wird und ein Octyltrimethyl ammoniumhalogenid oder ein Decyltrimethylammoniumhalogenid als Tensid verwendet wird, ist die Konzentration an Natrium hydroxid in dem Reaktionssystem vorzugsweise 10-40 Mol%, be zogen auf das Gerüstausgangsmaterial. Wenn das Molverhältnis weniger als 10 Mol% ist, werden die Poren nicht vollständig gebildet. Wenn das Verhältnis mehr als 40 Mol% ist, wird der Verbundstoff aus porösem Material/Tensid nicht ausreichend ausgefällt.

Die Reaktionszeit unterscheidet sich bezüglich der Reaktionssysteme, ist jedoch im allgemeinen 1 bis 48 Stunden. Die Reaktion kann mehr als 48 Stunden fortgesetzt werden. Das Tensid wird anschließend entfernt, vorzugsweise durch Wärme behandlung (beispielsweise für etwa 6 Stunden bei 550°C). Im Ergebnis werden Si und Al in dem Gerüst enthaltende poröse Materialien erhalten. Das heißt, das poröse Material hat vor zugsweise ein Metalloxidgerüst, das aus einem Netzwerk von Si-O-Bindungen und -Al-O-Bindungen besteht.

Nach dem Eintauchen der erhaltenen porösen Materiali en für 24 Stunden in heißes Wasser bei 80°C wird ein Peak d100, der seinen Ursprung in der Porenbeabstandung hat, in dem Röntgenbeugungsdiagramm beobachtet. Weiterhin wird die feine Porenstruktur auch nach der Behandlung mit heißem Was ser beibehalten und kein Zusammenfallen der feinen Poren struktur, die durch einen Heißwassertest verursacht wird, wird beobachtet. Wenn solche porösen Materialien über Nacht in Wasser oder Wasser von 80°C getaucht und anschließend ihre Wasserdampfisotherme gemessen wurde, wiesen die Ergebnisse aus, dass die porösen Materialien ein Wasserdampfadsorptions vermögen mit einer Menge an adsorbiertem Wasserdampf aufwie sen, die weniger als oder gleich 0,1 g/g und größer als oder gleich 0,18 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 8% bzw. 18% ist. Insbesondere, wenn Si und Al in das Gerüst einbezo gen sind und das Al/(Si + Al)-Molverhältnis in dem Gerüstaus gangsmaterial (Al/(Si + Al)-Molverhältnis in dem Gerüst) we niger als 0,12 (vorzugsweise weniger als oder gleich 0,1, be vorzugter weniger als oder gleich 0,08) ist, dann können sol che porösen Materialien leicht erhalten werden. Wenn weiter hin das Verhältnis 0,02-0,06 ist, werden die porösen Mate rialien erhalten, die ein Wasserdampfadsorptionsvermögen mit einer Menge an adsorbiertem Wasserdampf aufweisen, die weni ger als oder gleich 0,1 g/g und größer als oder gleich 0,20 g/g bei einem relativen Dampfdruck von 8% bzw. 18% ist. Wei terhin werden poröse Materialien erhalten, in denen der Un terschied in der Menge an adsorbiertem Wasserdampf zwischen zwei beliebigen Punkten innerhalb eines Bereichs von relati vem Dampfdruck von mehr als oder gleich 8% bis weniger als oder gleich 18% größer als oder gleich 0,12 g/g ist.

Somit werden mit dem vorliegenden typischen Verfahren poröse Materialien erhalten, die ein hohes Wasserdampfadsorp tionsvermögen unter einem niedrigen relativen Dampfdruck und gute Beständigkeit gegen heißes Wasser (einschließlich Feuch tigkeitsbeständigkeit) aufweisen. Dieses poröse Material ist als Wasserdampf adsorbierendes-desorbierendes Material geeig net.

Das durch dieses Verfahren erhaltene poröse Material kann vorzugsweise einen mittleren Porendurchmesser von 1,0 bis 1,5 nm, gemessen durch das Cranston-Inklay-Verfahren oder BJH-Verfahren, aufweisen.

Weitere typische Beispiele der vorliegenden Erfindung werden nun genauer mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Diese genauere Beschreibung ist nur vorgesehen, dem Fachmann weitere Einzelheiten zum Ausführen bevorzugter Aspekte der vorliegenden Erfindung zu erläutern und ist nicht zur Begrenzung des Umfangs der Erfindung vorgesehen. Nur die Ansprüche definieren den Umfang der beanspruchten Erfindung.

Daher brauchen Kombinationen von Merkmalen und Aspekten, die in der nachstehenden genaueren Beschreibung offenbart werden, zum Ausführen der Erfindung in dem breitesten Sinne nicht notwendig zu sein und es werden statt dessen nur einige be schrieben, um typische Beispiele der Erfindung zu schildern. Darüber hinaus können verschiedene Merkmale der typischen Beispiele in einer Art und Weise kombiniert werden, die nicht besonders aufgeführt ist, um weitere verwendbare Ausführungs formen der vorliegenden Erfindung bereitzustellen.

TYPISCHE BEISPIELE Beispiele, die auf dem typischen Verfahren (1) basie ren Beispiel 1

Zu 1 l (Liter) Wasser wurden 25 g Octyltrimethylammo niumbromid und 5 g Natriumdisilicat gegeben. Nach dem Erhit zen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Dann wurde das Gemisch mit etwa 25 ml 2 N Chlorwasserstoffsäure neutrali siert und wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des neutralisierten Gemisches wurden 5-mal wiederholt, unter Gewinnung eines weißen Pulvers. Das weiße Pulver wurde 3 Tage mit einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C zur Entfernung organischer Komponenten mit Hitze behandelt. Ein weiterer Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Was ser dispergiert und anschließend wurde das erhaltene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Wassers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und eine Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Da das vorliegende poröse Siliziumdioxidmate rial gleichförmige und feine Poren aufwies, wurde das Adsorp tionsvermögen bei einem ausgewiesenen relativen Dampfdruck, entsprechend dem Durchmesser der feinen Poren, bemerkenswert erhöht. Die Menge an adsorbiertem Wasserdampf war 0,06 g/g bei 10% relativem Dampfdruck und die Menge an adsorbiertem Wasserdampf war 0,25 g/g bei 28% relativem Dampfdruck.

Beispiel 2

Zu 1 l Wasser wurden 37 g Octyltrimethylammoniumbro mid und 25 g Natriumdisilicat gegeben. Nach dem Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Dann wurde das Ge misch mit etwa 125 ml 2 N Chlorwasserstoffsäure neutralisiert und wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des neutralisierten Gemisches wurden 5-mal wiederholt, unter Ge winnung eines weißen Pulvers. Das weiße Pulver wurde 3 Tage mit einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C zur Entfernung organischer Komponenten mit Hitze behandelt. Ein weiterer Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Was ser dispergiert und anschließend wurde das erhaltene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Wassers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und eine Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Menge an adsorbiertem Wasserdampf war 0,06 g/g bei 10% relativem Dampfdruck und die Menge an adsorbier tem Wasserdampf war 0,22 g/g bei 28% relativem Dampfdruck.

Beispiel 3

Zu 1 l Wasser wurden 15,1 g Octyltrimethylammonium bromid und 10 g Natriumdisilicat gegeben. Nach dem Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Dann wurde das Gemisch mit etwa 50 ml 2 N Chlorwasserstoffsäure neutralisiert und wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des neutralisierten Gemisches wurden 5-mal wiederholt, unter Ge winnung eines weißen Pulvers. Das weiße Pulver wurde 3 Tage mit einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C zur Entfernung organischer Komponenten mit Hitze behandelt. Ein weiterer Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Was ser dispergiert und anschließend wurde das erhaltene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Wassers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und eine Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Menge an adsorbiertem Wasserdampf war 0,06 g/g bei 10% relativem Dampfdruck und die Menge an adsorbier tem Wasserdampf war 0,24 g/g bei 28% relativem Dampfdruck.

Vergleichsbeispiel 1

Zu 1 l Wasser wurden 25 g Octyltrimethylammoniumbro mid und 5 g Natriumdisilicat gegeben. Nach dem Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Dann wurde das Ge misch mit etwa 250 ml 2 N Chlorwasserstoffsäure neutralisiert und wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des neutralisierten Gemisches wurden 5-mal wiederholt, unter Ge winnung eines weißen Pulvers. Das weiße Pulver wurde 3 Tage mit einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C zur Entfernung organischer Komponenten mit Hitze behandelt. Ein weiterer Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Was ser dispergiert und anschließend wurde das erhaltene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Wassers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und eine Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Menge an adsorbiertem Wasserdampf war 0,06 g/g bei 10% relativem Dampfdruck und die Menge an adsorbier tem Wasserdampf war 0,12 g/g bei 28% relativem Dampfdruck.

Vergleichsbeispiel 2

Zu 1 l Wasser wurden 126 g Octyltrimethylammoniumbro mid und 10 g Natriumdisilicat gegeben. Nach dem Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Dann wurde das Ge misch mit etwa 50 ml 2 N Chlorwasserstoffsäure neutralisiert und wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des neutralisierten Gemisches wurden 5-mal wiederholt, unter Ge winnung eines weißen Pulvers. Das weiße Pulver wurde 3 Tage mit einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C zur Entfernung organischer Komponenten mit Hitze behandelt. Ein weiterer Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Was ser dispergiert und anschließend wurde das erhaltene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Wassers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und eine Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Menge an adsorbiertem Wasserdampf war 0,08 g/g bei 10% relativem Dampfdruck und die Menge an adsorbier tem Wasserdampf war 0,15 g/g bei 28% relativem Dampfdruck.

Vergleichsbeispiel 3

Zu 100 ml Wasser wurden 5 g Natriumdisilicat vom δ- Typ gegeben, dispergiert und 30 Minuten gerührt, unter Gewin nung von Kanemit. Nach Filtration des Gemisches wurde das er haltene Kanemit bei einer Konzentration von 0,14 Mol/l in 70 ml Octyltrimethylammoniumbromidlösung dispergiert und die Lö sung wurde 3 Stunden bei 70°C gerührt. Die Lösung wurde mit 2 N Chlorwasserstoffsäure neutralisiert und auf pH 8,5 einge stellt. Dann wurde die Lösung 3 Stunden gerührt, filtriert und das weiße Pulver wurde isoliert. Das weiße Pulver wurde 3 Tage mit einem Heißlufttrockner getrocknet und anschließend zur Entfernung der organischen Komponenten bei 550°C mit Hit ze behandelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wur de in Wasser dispergiert und anschließend wurde das erhaltene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Wassers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und an schließend wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet, und eine Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Menge an adsorbier tem Wasserdampf war 0,06 g/g bei 10% relativem Dampfdruck, 0,16 g/g bei 28% relativem Dampfdruck und die Menge an adsor biertem Wasserdampf war 0,21 g/g bei 32% relativem Dampf druck.

Beispiele, die auf dem typischem Verfahren (2) basie ren Beispiel 4

Zu 950 ml Wasser wurden 100 g Octyltrimethylammonium bromid, 15,2 g Tetramethoxysilan und 50 ml einer 1 Mol/l Na triumhydroxidlösung gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 1 Stunde gerührt. Dann wurde das Gemisch mit etwa 50 ml 2 N Chlorwasserstoffsäure neutralisiert und wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des neutralisierten Gemisches wurden 5-mal wiederholt, unter Gewinnung eines wei ßen Pulvers. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißluft trockner getrocknet und dann zur Entfernung der organischen Komponenten bei 550°C mit Hitze behandelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und an schließend wurde das erhaltene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Wassers wurde unter verminder tem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und eine Wasserdampfadsorptions isothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Menge an adsorbiertem Wasserdampf war 0,05 g/g bei 10% rela tivem Dampfdruck und die Menge an adsorbiertem Wasserdampf war 0,24 g/g bei 28% relativem Dampfdruck.

Beispiel 5

Zu 975 ml Wasser wurden 25 g Octyltrimethylammonium bromid, 7,6 g Tetramethoxysilan und 25 ml einer 1 Mol/l Na triumhydroxidlösung gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 1 Stunde gerührt. Dann wurde das Gemisch mit etwa 25 ml 2 N Chlorwasserstoffsäure neutralisiert und wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des neutralisierten Gemisches wurden 5-mal wiederholt, unter Gewinnung eines wei ßen Pulvers. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißluft trockner getrocknet und dann zur Entfernung der organischen Komponenten bei 550°C mit Hitze behandelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und an schließend wurde das erhaltene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Wassers wurde unter verminder tem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und eine Wasserdampfadsorptions isothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Das Dampfadsorptionsvermögen war 0,05 g/g bei 10% relativem Dampfdruck und das Dampfadsorptionsvermögen war 0,22 g/g bei 28% relativem Dampfdruck.

Beispiel 6

Zu 900 ml Wasser wurden 17,6 g Octyltrimethylammoni umbromid, 30,4 g Tetramethoxysilan und 100 ml einer 1 Mol/l Natriumhydroxidlösung gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 1 Stunde gerührt. Dann wurde das Gemisch mit etwa 100 ml 2 N Chlorwasserstoffsäure neutralisiert und wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des neutralisierten Gemisches wurden 5-mal wiederholt, unter Gewinnung eines wei ßen Pulvers. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißluft trockner getrocknet und dann zur Entfernung der organischen Komponenten bei 550°C mit Hitze behandelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und an schließend wurde das erhaltene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Wassers wurde unter verminder tem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und eine Wasserdampfadsorption sisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Menge an adsorbiertem Wasserdampf war 0,05 g/g bei 10% rela tivem Dampfdruck und das Dampfadsorptionsvermögen war 0,21 g/g bei 28% relativem Dampfdruck.

Vergleichsbeispiel 4

Zu 750 ml Wasser wurden 25 g Octyltrimethylammonium bromid, 76 g Tetramethoxysilan und 250 ml einer 1 Mol/l Na triumhydroxidlösung gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 1 Stunde gerührt. Dann wurde das Gemisch mit etwa 250 ml 2 N Chlorwasserstoffsäure neutralisiert und wiederum 3 Stunden gerührt. Die gleichen Schritte wurden durchgeführt, um ein poröses Material unter den gleichen Bedingungen wie im vorstehenden Beispiel 4 zu erhalten und eine Wasserdampfad sorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemes sen. Die Menge an adsorbiertem Wasserdampf war 0,06 g/g bei 10% relativem Dampfdruck und die Menge an adsorbiertem Was serdampf war 0,11 g/g bei 28% relativem Dampfdruck.

Vergleichsbeispiel 5

Zu 950 ml Wasser wurden 151 g Octyltrimethylammonium bromid, 15 g Tetramethoxysilan und 50 ml einer 1 Mol/l Natri umhydroxidlösung gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 1 Stunde gerührt. Dann wurde das Gemisch mit etwa 50 ml 2 N Chlorwasserstoffsäure neutralisiert und wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des neutralisierten Gemisches wurden 5-mal wiederholt, unter Gewinnung eines wei ßen Pulvers. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißluft trockner getrocknet und dann zur Entfernung der organischen Komponenten bei 550°C mit Hitze behandelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und an schließend wurde das erhaltene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Wassers wurde unter verminder tem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und eine Wasserdampfadsorptions isothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf bei 10% und 28% relativem Dampfdruck waren 0,07 g/g bzw. 0,14 g/g.

Beispiel 8

Zu 750 ml Wasser und 250 ml Methanol wurden 15,4 g Decyltrimethylammoniumbromid und 22,8 ml 1 N Natriumhydroxid gegeben. Nach Zugabe zu der erhaltenen Lösung wurden 13,2 g Tetramethoxysilan vollständig gelöst und anschließend wurde ein weißes Pulver ausgefällt. Nach Rühren für 8 Stunden bei Raumtemperatur wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belas sen. Filtration und Waschen des Gemisches wurden 3-mal wie derholt, unter Gewinnung eines weißen Pulvers. Das weiße Pul ver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann zur Entfernung der organischen Komponenten bei 550°C mit Hitze behandelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und anschließend wurde das erhal tene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhalte nen Wassers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise ge trocknet und eine Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf bei 10% und 28% relativem Dampfdruck waren 0,05 g/g bzw. 0,32 g/g.

Beispiel 9

Zu 600 ml Wasser und 400 ml Methanol wurden 46,2 g Decyltrimethylammoniumbromid und 5,6 ml 1 N Natriumhydroxid gegeben. Nach Zugabe zu der erhaltenen Lösung wurden 3,3 g Tetramethoxysilan vollständig gelöst und anschließend wurde ein weißes Pulve 40847 00070 552 001000280000000200012000285914073600040 0002010046635 00004 40728r ausgefällt. Nach Rühren für 8 Stunden bei Raumtemperatur wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belas sen. Filtration und Waschen des Gemisches wurden 3-mal wie derholt, unter Gewinnung eines weißen Pulvers. Das weiße Pul ver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann zur Entfernung der organischen Komponenten bei 550°C mit Hitze behandelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und anschließend wurde das erhal tene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhalte nen Wassers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise ge trocknet und eine Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf bei 10% und 28% relativem Dampfdruck waren 0,05 g/g bzw. 0,28 g/g.

Beispiel 10

Zu 900 ml Wasser und 100 ml Methanol wurden 8,4 g De cyltrimethylammoniumbromid und 39,4 ml 1 N Natriumhydroxid ge geben. Nach Zugabe zu der erhaltenen Lösung wurden 22,8 g Te tramethoxysilan vollständig gelöst und anschließend wurde ein weißes Pulver ausgefällt. Nach Rühren für 8 Stunden bei Raum temperatur wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belassen.

Filtration und Waschen des Gemisches wurden 3-mal wiederholt, unter Gewinnung eines weißen Pulvers. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann zur Ent fernung der organischen Komponenten bei 550°C mit Hitze be handelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und anschließend wurde das erhaltene Was ser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Was sers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und ei ne Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf bei 10% und 28% relativem Dampfdruck waren 0,05 g/g bzw. 0,25 g/g.

Vergleichsbeispiel 6

Zu 750 ml Wasser und 250 ml Methanol wurden 8,4 g De cyltrimethylammoniumbromid und 52,5 ml 1 N Natriumhydroxid ge geben. Nach Zugabe zu der erhaltenen Lösung wurden 30,4 g Te tramethoxysilan vollständig gelöst und anschließend wurde ein weißes Pulver ausgefällt. Nach Rühren für 8 Stunden bei Raum temperatur wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belassen. Filtration und Waschen des Gemisches wurden 3-mal wiederholt, unter Gewinnung eines weißen Pulvers. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann zur Ent fernung der organischen Komponenten bei 550°C mit Hitze be handelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und anschließend wurde das erhaltene Was ser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Was sers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und ei ne Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf bei 10% und 28% relativem Dampfdruck waren 0,06 g/g bzw. 0,17 g/g.

Vergleichsbeispiel 7

Zu 900 ml Wasser und 100 ml Methanol wurden 84 g De cyltrimethylammoniumbromid und 39,4 ml 1 N Natriumhydroxid ge geben. Nach Zugabe zu der erhaltenen Lösung wurden 22,8 g Te tramethoxysilan vollständig gelöst und anschließend wurde ein weißes Pulver ausgefällt. Nach Rühren für 8 Stunden bei Raum temperatur wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belassen. Filtration und Waschen des Gemisches wurden 3-mal wiederholt, unter Gewinnung eines weißen Pulvers. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann zur Ent fernung der organischen Komponenten bei 550°C mit Hitze be handelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und anschließend wurde das erhaltene Was ser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Was sers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und ei ne Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf bei 10% und 28% relativem Dampfdruck waren 0,08 g/g bzw. 0,13 g/g.

Beispiel 11

Zu 960 ml Wasser und 40 ml Methanol wurden 37,8 g Oc tyltrimethylammoniumbromid und 22,8 ml 1 N Natriumhydroxid ge geben. Nach Zugabe zu der erhaltenen Lösung wurden 13,2 g Te tramethoxysilan vollständig gelöst und anschließend wurde ein weißes Pulver ausgefällt. Nach Rühren für 8 Stunden bei Raum temperatur wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belassen. Filtration und Waschen des Gemisches wurden 3-mal wiederholt, unter Gewinnung eines weißen Pulvers. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann zur Ent fernung der organischen Komponenten bei 550°C mit Hitze be handelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und anschließend wurde das erhaltene Was ser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Was sers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und ei ne Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf bei 10% und 28% relativem Dampfdruck waren 0,05 g/g bzw. 0,21 g/g.

Beispiel 12

Zu 800 ml Wasser und 200 ml Methanol wurden 126,1 g Octyltrimethylammoniumbromid und 7,94 ml 1 N Natriumhydroxid gegeben. Nach Zugabe zu der erhaltenen Lösung wurden 4,6 g Tetramethoxysilan vollständig gelöst und anschließend wurde ein weißes Pulver ausgefällt. Nach Rühren für 8 Stunden bei Raumtemperatur wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belas sen. Filtration und Waschen des Gemisches wurden 3-mal wie derholt, unter Gewinnung eines weißen Pulvers. Das weiße Pul ver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann zur Entfernung der organischen Komponenten bei 550°C mit Hitze behandelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und anschließend wurde das erhal tene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhalte nen Wassers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise ge trocknet und eine Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf bei 10% und 28% relativem Dampfdruck waren 0,05 g/g bzw. 0,21 g/g.

Beispiel 13

Zu 900 ml Wasser und 100 ml Methanol wurden 30,3 g Octyltrimethylammoniumbromid und 36,8 ml 1 N Natriumhydroxid gegeben. Nach Zugabe zu der erhaltenen Lösung wurden 21,3 g Tetramethoxysilan vollständig gelöst und anschließend wurde ein weißes Pulver ausgefällt. Nach Rühren für 8 Stunden bei Raumtemperatur wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belas sen. Filtration und Waschen des Gemisches wurden 3-mal wie derholt, unter Gewinnung eines weißen Pulvers. Das weiße Pul ver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann zur Entfernung der organischen Komponenten bei 550°C mit Hitze behandelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und anschließend wurde das erhal tene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhalte nen Wassers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise ge trocknet und eine Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf bei 10% und 28% relativem Dampfdruck waren 0,05 g/g bzw. 0,23 g/g.

Vergleichsbeispiel 8

Zu 900 ml Wasser und 100 ml Methanol wurden 37,8 g Octyltrimethylammoniumbromid und 78,9 ml 1 N Natriumhydroxid gegeben. Nach Zugabe zu der erhaltenen Lösung wurden 45,7 g Tetramethoxysilan vollständig gelöst und anschließend wurde ein weißes Pulver ausgefällt. Nach Rühren für 8 Stunden bei Raumtemperatur wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belas sen. Filtration und Waschen des Gemisches wurden 3-mal wie derholt, unter Gewinnung eines weißen Pulvers. Das weiße Pul ver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann zur Entfernung der organischen Komponenten bei 550°C mit Hitze behandelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und anschließend wurde das erhal tene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhalte nen Wassers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise ge trocknet und eine Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf bei 10% und 28% relativem Dampfdruck waren 0,08 g/g bzw. 0,16 g/g.

Vergleichsbeispiel 9

Zu 800 ml Wasser und 200 ml Methanol wurden 201 g Oc tyltrimethylammoniumbromid und 78,9 ml 1 N Natriumhydroxid ge geben. Nach Zugabe zu der erhaltenen Lösung wurden 45,7 g Te tramethoxysilan vollständig gelöst und anschließend wurde ein weißes Pulver ausgefällt. Nach Rühren für 8 Stunden bei Raum temperatur wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belassen. Filtration und Waschen des Gemisches wurden 3-mal wiederholt, unter Gewinnung eines weißen Pulvers. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann zur Ent fernung der organischem Komponenten bei 550°C mit Hitze be handelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und anschließend wurde das erhaltene Was ser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Was sers wurde unter vermindertem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und ei ne Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf bei 10% und 28% relativem Dampfdruck waren 0,08 g/g bzw. 0,13 g/g.

Vergleichsbeispiel 10

Eine 29 gewichtsprozentige Decyltrimethylammoniumbro mid-Wasserlösung wurde über ein Ionenaustauschharz geleitet und eine Decyltrimethylammoniumhydroxidlösung wurde erhalten. Zu 50,75 g der Decyltrimethylammoniumhydroxidlösung wurden 8,75 g Tetramethoxysilan gegeben und 1 Stunde gerührt. Nach Überführen in einen Polypropylenbehälter wurde das Gemisch in einer Dampfbox 24 Stunden erhitzt. Der erhaltene Niederschlag wurde filtriert und mit warmem Wasser und Aceton gewaschen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner ge trocknet und dann zur Entfernung der organischen Komponenten bei 550°C mit Hitze behandelt. Ein Teil des mit Hitze behan delten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und anschließend wurde das erhaltene Wasser über Nacht belassen. Die Filtrati on des erhaltenen Wassers wurde unter vermindertem Druck aus geführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und eine Wasserdampfadsorptionsisothermen kurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Mengen an ad sorbiertem Wasserdampf bei 10%, 28% und 32% und relativem Dampfdruck waren 0,06 g/g, 0,12 g/g bzw. 0,28 g/g.

Vergleichsbeispiel 11

In 30 ml Wasser wurden 18,7 g Natriumsilicatpulver gelöst und eine Lösung, die durch Zugeben von 1,2 g konzen trierter Schwefelsäure zu 10 g Wasser hergestellt wurde, wur de zu dem Gemisch gegeben. Nach Rühren für 10 Minuten wurden 11,6 g Octyltrimethylammoniumbromid, nachdem sie in einer 29 gewichtsprozentigen Octyltrimethylammoniumbromidlösung gelöst waren, gegeben. Anschließend wurde 30 Minuten gerührt, das Gemisch wurde in einen Autoklaven überführt und 2 Tage bei 140°C erhitzt. Der Niederschlag wurde filtriert und mit Was ser gewaschen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heiß lufttrockner getrocknet und dann zur Entfernung der organi schen Komponenten bei 550°C mit Hitze behandelt. Ein Teil des mit Hitze behandelten Pulvers wurde in Wasser dispergiert und anschließend wurde das erhaltene Wasser über Nacht belassen. Die Filtration des erhaltenen Wassers wurde unter verminder tem Druck ausgeführt und dann wurde das erhaltene Produkt in natürlicher Weise getrocknet und eine Wasserdampfadsorptions isothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen. Die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf bei 10%, 28% und 32% rela tivem Dampfdruck waren 0,07 g/g, 0,15 g/g bzw. 0,22 g/g.

Beispiele, die auf dem typischem Verfahren (3) basie ren Beispiel 15

Zu 1 l Wasser wurden 25 g Octyltrimethylammoniumbro mid und 10 g Natriumdisilicat gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert des Gemisches durch Titrieren mit 2 N Chlorwasser stoffsäure auf einen pH-Wert von 10,2 vermindert. Das Gemisch wurde wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des erhaltenen Gemisches wurden 5-mal wiederholt, um ein weißes Pulver zu gewinnen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C mit Hitze be handelt, um organische Komponenten zu entfernen. Eine Wasser dampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen, wobei gefunden wurde, daß die Mengen an adsorbier tem Wasserdampf des Produkts bei 10% und 28% relativem Dampf druck 0,05 g/g bzw. 0,32 g/g waren.

Beispiel 16

Zu 1 l Wasser wurden 25 g Octyltrimethylammoniumbro mid und 10 g Natriumdisilicat gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert des Gemisches durch Titrieren mit 2 N Chlorwasser stoffsäure auf einen pH-Wert von 9 vermindert. Das Gemisch wurde wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des erhaltenen Gemisches wurden 5-mal wiederholt, um ein weißes Pulver zu gewinnen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C mit Hitze be handelt, um organische Komponenten zu entfernen. Eine Wasser dampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen, wobei gefunden wurde, daß die Mengen an adsorbier tem Wasserdampf des Produkts bei 10% und 28% relativem Dampf druck 0,05 g/g bzw. 0,28 g/g waren.

Vergleichsbeispiel 12

Zu 1 l Wasser wurden 25 g Octyltrimethylammoniumbro mid und 10 g Natriumdisilicat gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert des Gemisches durch Titrieren mit 2 N Chlorwasser stoffsäure auf einen pH-Wert von 8 vermindert. Das Gemisch wurde wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des erhaltenen Gemisches wurden 5-mal wiederholt, um ein weißes Pulver zu gewinnen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C mit Hitze be handelt, um organische Komponenten zu entfernen. Eine Wasser dampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen, wobei gefunden wurde, daß die Mengen an adsorbier tem Wasserdampf des Produkts bei 10% und 28% relativem Dampf druck 0,06 g/g bzw. 0,23 g/g waren.

Beispiel 17

Zu 1 l Wasser wurden 28,2 g Decyltrimethylammonium bromid und 50 g Natriumdisilicat gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert des Gemisches durch Titrieren mit 2 N Chlorwasser stoffsäure auf einen pH-Wert von 10 vermindert. Das Gemisch wurde wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des erhaltenen Gemisches wurden 5-mal wiederholt, um ein weißes Pulver zu gewinnen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C mit Hitze be handelt, um organische Komponenten zu entfernen. Eine Wasser dampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen, wobei gefunden wurde, daß die Mengen an adsorbier tem Wasserdampf des Produkts bei 20% und 35% relativem Dampf druck 0,08 g/g bzw. 0,41 g/g waren.

Beispiel 18

Zu 750 ml Wasser wurden 28,2 g Decyltrimethylammoni umbromid, 76,1 g Tetramethoxysilan und 250 ml 1 Mol/l Natri umhydroxidlösung gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert des Gemisches durch Titrieren mit 2 N Chlorwasserstoffsäure auf einen pH-Wert von 9 vermindert. Das Gemisch wurde wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des erhaltenen Gemi sches wurden 5-mal wiederholt, um ein weißes Pulver zu gewin nen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C mit Hitze behandelt, um organi sche Komponenten zu entfernen. Eine Wasserdampfadsorptionsi sothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen, wobei gefunden wurde, daß die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf des Produkts bei 20% und 35% relativem Dampfdruck 0,08 g/g bzw. 0,38 g/g waren.

Vergleichsbeispiel 13

Zu 1 l Wasser wurden 28,2 g Decyltrimethylammonium bromid und 50 g Natriumdisilicat gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert des Gemisches durch Titrieren mit 2 N Chlorwasser stoffsäure auf einen pH-Wert von 7,5 vermindert. Das Gemisch wurde wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des erhaltenen Gemisches wurden 5-mal wiederholt, um ein weißes Pulver zu gewinnen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C mit Hitze be handelt, um organische Komponenten zu entfernen. Eine Wasser dampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen, wobei gefunden wurde, daß die Mengen an adsorbier tem Wasserdampf des Produkts bei 20% und 35% relativem Dampf druck 0,11 g/g bzw. 0,33 g/g waren.

Beispiel 19

Zu 1 l Wasser wurden 30,8 g Dodecyltrimethylammonium bromid und 50 g Natriumdisilicat gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert des Gemisches durch Titrieren mit 2 N Chlorwasser stoffsäure auf einen pH-Wert von 10,1 vermindert. Das Gemisch wurde wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des erhaltenen Gemisches wurden 5-mal wiederholt, um ein weißes Pulver zu gewinnen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C mit Hitze be handelt, um organische Komponenten zu entfernen. Eine Wasser dampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen, wobei gefunden wurde, daß die Mengen an adsorbier tem Wasserdampf des Produkts bei 25% und 40% relativem Dampf druck 0,09 g/g bzw. 0,45 g/g waren.

Beispiel 20

Zu 750 ml Wasser wurden 30,8 g Dodecyltrimethylammo niumbromid, 76,1 g Tetramethoxysilan und 250 ml 1 Mol/l Na triumhydroxidlösung gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert des Gemisches durch Titrieren mit 2 N Chlorwasserstoffsäure auf einen pH-Wert von 9,5 vermindert. Das Gemisch wurde wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des erhaltenen Ge misches würden 5-mal wiederholt, um ein weißes Pulver zu ge winnen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißluft trockner getrocknet und dann bei 550°C mit Hitze behandelt, um organische Komponenten zu entfernen. Eine Wasserdampfad sorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemes sen, wobei gefunden wurde, daß die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf des Produkts bei 25% und 40% relativem Dampfdruck 0,08 g/g bzw. 0,41 g/g waren.

Vergleichsbeispiel 14

Zu 1 l Wasser wurden 30,8 g Dodecyltrimethylammonium bromid und 50 g Natriumdisilicat gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert des Gemisches durch Titrieren mit 2 N Chlorwasser stoffsäure auf einen pH-Wert von 7,5 vermindert. Das Gemisch wurde wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des erhaltenen Gemisches wurden 5-mal wiederholt, um ein weißes Pulver zu gewinnen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C mit Hitze be handelt, um organische Komponenten zu entfernen. Eine Wasser dampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen, wobei gefunden wurde, daß die Mengen an adsorbier tem Wasserdampf des Produkts bei 25% und 40% relativem Dampf druck 0,10 g/g bzw. 0,38 g/g waren.

Beispiel 21

Zu 1 l Wasser wurden 33,6 g Tetradecyltrimethylammo niumbromid und 50 g Natriumdisilicat gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert des Gemisches durch Titrieren mit 2 N Chlor wasserstoffsäure auf einen pH-Wert von 9,5 vermindert. Das Gemisch wurde wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Wa schen des erhaltenen Gemisches wurden 5-mal wiederholt, um ein weißes Pulver zu gewinnen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C mit Hitze behandelt, um organische Komponenten zu entfernen. Eine Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen, wobei gefunden wurde, daß die Mengen an adsor biertem Wasserdampf des Produkts bei 30% und 50% relativem Dampfdruck 0,09 g/g bzw. 0,50 g/g waren.

Beispiel 22

Zu 750 ml Wasser wurden 33,6 g Tetradecyltrimethylam moniumbromid, 76,1 g Tetramethoxysilan und 250 ml 1 Mol/l Na triumhydroxidlösung gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert des Gemisches durch Titrieren mit 2 N Chlorwasserstoffsäure auf einen pH-Wert von 9,0 vermindert. Das Gemisch wurde wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des erhaltenen Ge misches wurden 5-mal wiederholt, um ein weißes Pulver zu ge winnen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißluft trockner getrocknet und dann bei 550°C mit Hitze behandelt, um organische Komponenten zu entfernen. Eine Wasserdampfad sorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemes sen, wobei gefunden wurde, daß die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf des Produkts bei 30% und 50% relativem Dampfdruck 0,09 g/g bzw. 0,50 g/g waren.

Vergleichsbeispiel 15

Zu 1 l Wasser wurden 33,6 g Tetradecyltrimethylammo niumbromid und 50 g Natriumdisilicat gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert des Gemisches durch Titrieren mit 2 N Chlor wasserstoffsäure auf einen pH-Wert von 7,5 vermindert. Das Gemisch wurde wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Wa schen des erhaltenen Gemisches wurden 5-mal wiederholt, um ein weißes Pulver zu gewinnen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C mit Hitze behandelt, um organische Komponenten zu entfernen. Eine Wasserdampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen, wobei gefunden wurde, daß die Mengen an adsor biertem Wasserdampf des Produkts bei 30% und 50% relativem Dampfdruck 0,05 g/g bzw. 0,45 g/g waren.

Beispiel 23

Zu 1 l Wasser wurden 36,4 g Hexadecyltrimethylammoni umbromid und 50 g Natriumdisilicat gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert des Gemisches durch Titrieren mit 2 N Chlorwasser stoffsäure auf einen pH-Wert von 9,5 vermindert. Das Gemisch wurde wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des erhaltenen Gemisches wurden 5-mal wiederholt, um ein weißes Pulver zu gewinnen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C mit Hitze be handelt, um organische Komponenten zu entfernen. Eine Wasser dampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen, wobei gefunden wurde, daß die Mengen an adsorbier tem Wasserdampf des Produkts bei 40% und 60% relativem Dampf druck 0,12 g/g bzw. 0,65 g/g waren.

Beispiel 24

Zu 750 ml Wasser wurden 36,4 g Hexadecyltrimethylam moniumbromid, 76,1 g Tetramethoxysilan und 250 ml 1 Mol/l Na triumhydroxidlösung gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert des Gemisches durch Titrieren mit 2 N Chlorwasserstoffsäure auf einen pH-Wert von 9,0 vermindert. Das Gemisch wurde wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des erhaltenen Ge misches würden 5-mal wiederholt, um ein weißes Pulver zu ge winnen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißluft trockner getrocknet und dann bei 550°C mit Hitze behandelt, um organische Komponenten zu entfernen. Eine Wasserdampfad sorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemes sen, wobei gefunden wurde, daß die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf des Produkts bei 40% und 60% relativem Dampfdruck 0,14 g/g bzw. 0,64 g/g waren.

Vergleichsbeispiel 16

Zu 1 l Wasser wurden 36,4 g Hexadecyltrimethylammoni umbromid und 50 g Natriumdisilicat gegeben. Nach Erhitzen auf 70°C wurde das Gemisch 3 Stunden gerührt. Anschließend wurde der pH-Wert des Gemisches durch Titrieren mit 2 N Chlorwasser stoffsäure auf einen pH-Wert von 7,5 vermindert. Das Gemisch wurde wiederum 3 Stunden gerührt. Filtration und Waschen des erhaltenen Gemisches wurden 5-mal wiederholt, um ein weißes Pulver zu gewinnen. Das weiße Pulver wurde 3 Tage in einem Heißlufttrockner getrocknet und dann bei 550°C mit Hitze be handelt, um organische Komponenten zu entfernen. Eine Wasser dampfadsorptionsisothermenkurve des Produkts wurde bei 25°C gemessen, wobei gefunden wurde, daß die Mengen an adsorbier tem Wasserdampf des Produkts bei 40% und 60% relativem Dampf druck 0,16 g/g bzw. 0,54 g/g waren.

Beispiele, die auf dem typischen Verfahren (4) basie ren Beispiel 25

Nachdem 1,54 g Decyltrimethylammoniumbromid, 2,28 g 1 N Natriumhydroxid, 72,7 g Wasser und 25 g Methanol vermischt wurden, wurden 1,32 g Tetramethoxysilan (TMOS) zum Ausfällen eines Verbundstoffs aus porösem Material und Tensid zuge setzt. Nach Rühren für 8 Stunden bei Raumtemperatur wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belassen und dann unter vermin dertem Druck filtriert und in Wasser zweimal erneut disper giert. Nachdem wiederum unter vermindertem Druck filtriert, wurde das erhaltene Produkt bei 45°C 3 Tage ausgetrocknet. Das Pulver wurde 6 Stunden auf 550°C erhitzt, um das Tensid in den Poren zu entfernen. Dann wurden 0,5 g des Pulvers in 20 g einer wässerigen Lösung von 0,01 N Chlorwasserstoffsäure bei 50°C für 20 Stunden getaucht. Nachdem filtriert wurde, wurde das erhaltene Pulver erneut für 6 Stunden auf 550°C er hitzt.

Nachdem das Pulver in heißes Wasser bei 80°C für 24 Stunden getaucht wurde (Heißwasserbeständigkeitstest), wurde die Dampfadsorptionsisothermenkurve gemessen. Die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf bei P/P0 = 0,10 und P/P0 = 0,25 wa ren 0,07 g/g bzw. 0,26 g/g.

Die Dampfadsorptionsisothermenkurve wird in Fig. 1 erläutert und es wird festgestellt, dass das Adsorptionsver mögen bei einem speziellen relativen Dampfdruck, entsprechend dem Durchmesser der feinen Poren, deutlich erhöht war, da das vorliegende poröse Material gleichförmige und feine Poren hatte. Die Röntgenbeugungsdiagramme vor und nach dem Heißwas serbeständigkeitstest sind in Fig. 2 erläutert und es wird festgestellt, dass es einen Peak d100 gibt, der den Lücken zwischen benachbarten feinen Poren zuzuordnen ist und dass das poröse Material die poröse Gerüststruktur mit gleichför migem Porendurchmesser auch nach dem Heißwasserbeständig keitstest beibehält.

Vergleichsbeispiel 17

Nachdem 1,54 g Decyltrimethylammoniumbromid, 2,28 g 1 N Natriumhydroxid, 72,7 g Wasser und 25 g Methanol vermischt wurden, wurden 1,32 g Tetramethoxysilan (TMOS) zum Ausfällen eines Verbundstoffs aus porösem Material und Tensid zuge setzt. Nach Rühren für 8 Stunden bei Raumtemperatur wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belassen und dann unter vermin dertem Druck filtriert und in Wasser zweimal erneut disper giert. Nachdem wiederum unter vermindertem Druck filtriert, wurde das erhaltene Produkt bei 45°C 3 Tage ausgetrocknet. Das Tensid in den feinen Poren des Pulvers wurde durch Erhit zen auf 550°C für 6 Stunden entfernt.

Nachdem das Pulver für 24 Stunden in heißes Wasser bei 80°C getaucht wurde, wurde die Dampfadsorptionsisother menkurve gemessen. Wie in Fig. 1 erläutert, waren die Was serdampfadsorptionen bei P/P0 = 0,10 und P/P0 = 0,25 0,06 g/g bzw. 0,13 g/g.

Die Röntgenbeugungsdiagramme vor und nach dem Test werden in Fig. 3 erläutert. Obwohl ein geringer Peak d100 vorliegt, der den Lücken zwischen benachbarten feinen Poren zuzuordnen ist, läßt die niedere Winkelseite die Bildung von Siliziumdioxidgel vermuten, was eine Zerstörung der feinen Poren durch den Heißwasserbeständigkeitstest und Bildung von ungleichmäßigen Porenkomponenten anzeigt.

Vergleichsbeispiel 18

Gemäß Bull. Chem. Soc. Japan, 69, 1449 (1996) wurden, nachdem 2,5 g Octyltrimethylammoniumbromid in 100 g Wasser gelöst wurden, 5 g Natriumdisilicat zugesetzt. Nachdem das Gemisch 3 Stunden bei 70°C gerührt wurde, wurde das Gemisch mit 2 N Chlorwasserstoffsäure auf pH 8,5 neutralisiert. Das Gemisch wurde 3 Stunden weiter gerührt und über Nacht noch belassen und anschließend unter vermindertem Druck Filtration und erneute Dispersion in Wasser 2-mal wiederholt. Wiederum wurde Filtration unter vermindertem Druck ausgeführt, das Produkt wurde 3 Tage bei 45°C getrocknet, um einen porösen Verbundstoff, der ein Tensid enthält, zu erhalten. Das Tensid in den feinen Poren des erhaltenen Pulvers wurde durch Erhit zen des Pulvers für 6 Stunden auf 550°C entfernt.

Nachdem das Pulver in heißes Wasser bei 80°C für 24 Stunden getaucht wurde, wurde die Wasserdampfadsorptionsiso thermenkurve gemessen. Die Mengen an adsorbiertem Wasserdampf bei P/P0 = 0,10 und P/P0 = 0,25 waren 0,08 g/g bzw. 0,12 g/g.

Beispiel 26

Nachdem 1,54 g Decyltrimethylammoniumbromid, 2,28 g 1 N Natriumhydroxid, 72,7 g Wasser und 25 g Methanol vermischt wurden, wurden 1,32 g Tetramethoxysilan (TMOS) zugesetzt, um einen Verbundstoff aus porösem Material/Tensid auszufällen. Nachdem für 8 Stunden bei Raumtemperatur gerührt wurde, wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belassen und anschließend wurden Filtration unter vermindertem Druck und erneute Auflö sung in Wasser zweimal wiederholt. Nach dem erneuten Filtrie ren unter vermindertem Druck wurde das erhaltene Produkt bei 45°C 3 Tage getrocknet. Das erhaltene Pulver wurde 6 Stunden auf 550°C erhitzt.

Anschließend wurden 0,5 g des Pulvers in 20 g einer wässerigen Lösung von 0,005 Mol/l Aluminiumnitrat (Al(NO)₃) bei 50°C für 20 Stunden getaucht. Nach dem Filtrieren wurde das erhaltene Pulver erneut 6 Stunden auf 550°C erhitzt.

Nachdem das Pulver in 80°C heißes Wasser 24 Stunden getaucht wurde, wurde die Dampfadsorptionsisothermenkurve ge messen. Die Dampfadsorptionsmengen bei P/P0 = 0,10 und P/P0 = 0,25 waren 0,07 g/g bzw. 0,24 g/g. Die Dampfadsorptionsiso thermenkurve wird in Fig. 4 erläutert.

Beispiel 27

Nachdem 1,54 g Decyltrimethylammoniumbromid, 2,28 g 1 N Natriumhydroxid, 72,7 g Wasser und 25 g Methanol vermischt wurden, wurden 1,32 g Tetramethoxysilan (TMOS) zugesetzt, um einen Verbundstoff aus porösem Material/Tensid auszufällen. Nachdem für 8 Stunden bei Raumtemperatur gerührt wurde, wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belassen und anschließend wurden Filtration unter vermindertem Druck und erneute Auflö sung in Wasser zweimal wiederholt. Nach dem erneuten Filtrie ren unter vermindertem Druck wurde das erhaltene Produkt bei 45°C 3 Tage getrocknet. Das erhaltene Pulver wurde 6 Stunden auf 550°C erhitzt, um das in den feinen Poren vorliegende Tensid des Pulvers zu entfernen.

Anschließend wurden 0,5 g des Pulvers in 20 g einer wässerigen Lösung von 0,005 Mol/l Eisen(III)nitrat (Fe(NO)₃) bei 50°C für 20 Stunden getaucht. Nach dem Filtrieren wurde das erhaltene Pulver erneut 6 Stunden auf 550°C erhitzt.

Nachdem das Pulver in 80°C heißes Wasser 24 Stunden getaucht wurde, wurde die Dampfadsorptionsisothermenkurve ge messen. Die Dampfadsorptionsmengen bei P/P0 = 0,10 und P/P0 = 0,25 waren 0,07 g/g bzw. 0,25 g/g. Die Dampfadsorptionsiso thermenkurve wird in Fig. 4 erläutert.

Beispiel 28

Nachdem 3,78 g Octyltrimethylammoniumbromid, 2,28 g 1 N Natriumhydroxid, 92,7 g Wasser und 5 g Methanol vermischt wurden, wurden 1,32 g Tetramethoxysilan (TMOS) zugesetzt, um einen Verbundstoff aus porösem Material/Tensid auszufällen. Nachdem für 8 Stunden bei Raumtemperatur gerührt wurde, wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belassen und anschließend wurden Filtration unter vermindertem Druck und erneute Auflö sung in Wasser zweimal wiederholt. Nach dem erneuten Filtrie ren unter vermindertem Druck wurde das erhaltene Produkt bei 45°C 3 Tage getrocknet. Das erhaltene Pulver wurde 6 Stunden auf 550°C erhitzt.

Anschließend wurden 0,5 g des Pulvers in 20 g einer wässerigen Lösung von 0,005 Mol/l Ammoniumtitanyloxalat bei 50°C für 20 Stunden getaucht. Nach dem Filtrieren wurde das erhaltene Pulver erneut 6 Stunden auf 550°C erhitzt.

Nachdem das Pulver in 80°C heißes Wasser 24 Stunden getaucht wurde, wurde die Dampfadsorptionsisothermenkurve ge messen. Die Dampfadsorptionsmengen bei P/P0 = 0,10 und P/P0 = 0,25 waren 0,09 g/g bzw. 0,21 g/g.

Beispiel 29

Anschließend wurden 0,5 g des Pulvers in 20 g einer wässerigen Lösung von 0,01 N Essigsäure bei 50°C für 20 Stun den getaucht. Nach dem Filtrieren wurde das erhaltene Pulver erneut 6 Stunden auf 550°C erhitzt.

Nachdem das Pulver in 80°C heißes Wasser 24 Stunden getaucht wurde, wurde die Dampfadsorptionsisothermenkurve ge messen. Die Dampfadsorptionsmengen bei P/P0 = 0,10 und P/P0 = 0,25 waren 0,08 g/g bzw. 0,23 g/g.

Beispiele, die auf dem typischen Verfahren (5) basie ren Beispiel 30

Nachdem 1,54 g Decyltrimethylammoniumbromid, 2,28 g 1 N Natriumhydroxid, 71,7 g Wasser und 25 g Methanol vermischt wurden, wurden 0,046 g Natriumaluminat (NaAlO₂, 78%ige Rein heit), das in 1 g Wasser gelöst wurde, zugesetzt. Weiterhin wurden 1,25 g Tetramethoxysilan (TMOS) (Molverhältnis von Si : Al würde 95 : 5 sein) zugegeben, um einen Verbundstoff aus porösem Material/Tensid auszufällen. Nachdem für 8 Stunden bei Raumtemperatur gerührt wurde, wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belassen und anschließend wurden Filtration unter vermindertem Druck und erneute Auflösung in Wasser zweimal wiederholt. Nach dem erneuten Filtrieren unter vermindertem Druck wurde das erhaltene Produkt bei 45°C 3 Tage getrocknet. Das erhaltene Pulver wurde 6 Stunden auf 550°C erhitzt, um das in den feinen Poren vorliegende Tensid des Pulvers zu entfernen.

Nachdem das Pulver über Nacht in Wasser getaucht wur de, wurde die Dampfadsorptionsisothermenkurve gemessen. Als ein wie in Fig. 5 gezeigtes Ergebnis waren die Dampfadsorp tionsmengen bei P/P0 = 0,08 und P/P0 = 0,18 0,07 g/g bzw. 0,21 g/g.

Ebenfalls wurde ein 24-Stunden-Heißwasserbeständig keitstest des Pulvers durch Eintauchen des Pulvers in heißes Wasser bei 80°C für 24 Stunden durchgeführt. Die Röntgenbeu gungsdiagramme vor und nach dem Test werden in Fig. 6 erläu tert und der Peak d100, der den Lücken zwischen benachbarten feinen Poren zuzuordnen ist, liegt vor und keine Zerstörung der feinen Poren wird gefunden.

Beispiel 31

Nachdem 1,54 g Decyltrimethylammoniumbromid, 2,28 g 1 N Natriumhydroxid, 70,7 g Wasser und 25 g Methanol vermischt wurden, wurden 0,109 g Natriumaluminat (NaAlO₂, 78%ige Rein heit), das in 2 g Wasser gelöst wurde, zugesetzt. Weiterhin wurden 1,16 g Tetramethoxysilan (TMOS) (Molverhältnis von Si : Al würde 88 : 12 sein) zugegeben, um einen Verbundstoff aus porösem Material/Tensid auszufällen. Nachdem für 8 Stunden bei Raumtemperatur gerührt wurde, wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belassen und anschließend wurden Filtration unter vermindertem Druck und erneute Auflösung in Wasser zweimal wiederholt. Nach dem erneuten Filtrieren unter vermindertem Druck wurde das erhaltene Produkt bei 45°C 3 Tage getrocknet. Das erhaltene Pulver wurde 6 Stunden auf 550°C erhitzt.

Nachdem das Pulver über Nacht in Wasser getaucht wur de, wurde die Dampfadsorptionsisothermenkurve gemessen. Als ein wie in Fig. 5 gezeigtes Ergebnis waren die Dampfadsorp tionsmengen bei P/P0 = 0,08 und P/P0 = 0,18 0,1 g/g bzw. 0,14 g/g.

Beispiel 32

Nachdem 1,54 g Decyltrimethylammoniumbromid, 2,28 g 1 N Natriumhydroxid, 70,7 g Wasser und 25 g Methanol vermischt wurden, wurden 0,074 g Natriumaluminat (NaAlO₂, 78%ige Rein heit), das in 2 g Wasser gelöst wurde, zugesetzt. Weiterhin wurden 1,21 g Tetramethoxysilan (TMOS) (Molverhältnis von Si : Al würde 92/8 sein) zugegeben, um einen Verbundstoff aus porösem Material/Tensid auszufällen. Nachdem für 8 Stunden bei Raumtemperatur gerührt wurde, wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belassen und anschließend wurden Filtration unter vermindertem Druck und erneute Auflösung in Wasser zweimal wiederholt. Nach dem erneuten Filtrieren unter vermindertem Druck wurde das erhaltene Produkt bei 45°C 3 Tage getrocknet. Das erhaltene Pulver wurde 6 Stunden auf 550°C erhitzt.

Nachdem das Pulver über Nacht in Wasser getaucht wur de, wurde die Dampfadsorptionsisothermenkurve gemessen. Die Dampfadsorptionsmengen waren bei P/P0 = 0,08 und P/P0 = 0,18 0,06 g/g bzw. 0,18 g/g.

Ebenfalls wurde ein 24-Stunden-Heißwasserbeständig keitstest des Pulvers durch Eintauchen des Pulvers in heißes Wasser bei 80°C für 24 Stunden ausgeführt. Der Peak d100, der den Lücken zwischen benachbarten feinen Poren zuzuordnen ist, kann in dem Röntgenbeugungsdiagramm nach dem Test gefunden werden, was keine Zerstörung der feinen Poren vermuten läßt.

Beispiel 33

Nachdem 1,54 g Decyltrimethylammoniumbromid, 2,28 g 1 N Natriumhydroxid, 71,7 g Wasser und 25 g Methanol vermischt wurden, wurden 0,018 g Natriumaluminat (NaAlO₂, 78%ige Rein heit), das in 1 g Wasser gelöst wurde, zugesetzt. Weiterhin wurden 1,29 g Tetramethoxysilan (TMOS) (Molverhältnis von Si : Al würde 98/2 sein) zugegeben, um einen Verbundstoff aus porösem Material/Tensid auszufällen. Nachdem für 8 Stunden bei Raumtemperatur gerührt wurde, wurde das erhaltene Gemisch über Nacht belassen und anschließend wurden Filtration unter vermindertem Druck und erneute Auflösung in Wasser zweimal wiederholt. Nach dem erneuten Filtrieren unter vermindertem Druck wurde das erhaltene Produkt bei 45°C 3 Tage getrocknet. Das erhaltene Pulver wurde 6 Stunden auf 550°C erhitzt.

Nachdem das Pulver über Nacht in Wasser getaucht wur de, wurde die Dampfadsorptionsisothermenkurve gemessen. Die Dampfadsorptionsmengen waren bei P/P0 = 0,08 und P/P0 = 0,18 0,06 g/g bzw. 0,20 g/g.

Weitere Techniken zum Bilden poröser Materialien wer den in US-Patent Nrn. 5 508 081, 5 707 598, 5 382 558, 5 750 085 und 5 768 085 und US-Patent Anmeldungs-Seriennummer 09/347 005 gefunden, von denen alle in ihrer Gesamtheit durch Hinweis hierin einbezogen werden.

Claims

1. Poröses Material, umfassend ein Metalloxidgerüst und mit einem Wasserdampfadsorptionsvermögen, das bei einem relativen Dampfdruck von 10% weniger als oder gleich 0,1 g/g und bei einem relativen Dampfdruck von 28% größer als oder gleich 0,2 g/g ist.

2. Poröses Material, umfassend ein Metalloxidgerüst und mit einem Wasserdampfadsorptionsvermögen, das bei einem relativen Dampfdruck von 10% weniger als oder gleich 0,1 g/g und bei einem relativen Dampfdruck von 28% größer als oder gleich 0,25 g/g ist.

3. Poröses Material, umfassend ein Metalloxidgerüst und mit einem Wasserdampfadsorptionsvermögen, das bei einem relativen Dampfdruck von 20% weniger als oder gleich 0,1 g/g und bei einem relativen Dampfdruck von 35% größer als oder gleich 0,35 g/g ist.

4. Poröses Material, umfassend ein Metalloxidgerüst und mit einem Wasserdampfadsorptionsvermögen, das bei einem relativen Dampfdruck von 25% weniger als oder gleich 0,1 g/g und bei einem relativen Dampfdruck von 40% größer als oder gleich 0,4 g/g ist.

5. Poröses Material, umfassend ein Metalloxidgerüst und mit einem Wasserdampfadsorptionsvermögen, das bei einem relativen Dampfdruck von 30% weniger als oder gleich 0,1 g/g und bei einem relativen Dampfdruck von 50% größer als oder gleich 0,48 g/g ist.

6. Poröses Material, umfassend ein Metalloxidgerüst und mit einem Wasserdampfadsorptionsvermögen, das bei einem relativen Dampfdruck von 40% weniger als oder gleich 0,15 g/g und bei einem relativen Dampfdruck von 60% größer als oder gleich 0,60 g/g ist.

7. Verfahren zur Herstellung eines porösen Materials, umfassend:
Kondensieren eines Gerüstausgangsmaterials für das poröse Material in Gegenwart eines Tensids in einer Lösung, die in der Lösung eine Konzentration des Gerüstausgangsmate rials, die weniger als oder gleich 0,4 Mol/l ist und ein Mol verhältnis des Tensids zu dem Gerüstausgangsmaterial, das größer als oder gleich 0,05 und weniger als oder gleich 50 ist, aufweist, zur Bildung eines Kondensats und
Entfernen des Tensids aus dem Kondensat.

8. Verfahren zur Bildung eines porösen Materials, um fassend:
Vermischen des Tensids und eines Gerüstausgangsmate rials für das poröse Material in Gegenwart eines wässerigen Lösungsmittels mit einem pH-Wert von größer als oder gleich 10, zur Bildung eines flüssigen Gemisches,
Vermindern des pH-Werts des flüssigen Gemisches zu einem pH-Wert, der größer als oder gleich 9 ist,
Abtrennen der festen Fraktion von dem gebildeten flüssigen Gemisch, nachdem der pH-Wert vermindert ist und
Entfernen des Tensids aus der festen Fraktion.

9. Poröses Material, umfassend ein Metalloxidgerüst mit einer Eigenschaft, indem ein Unterschied in einer Menge an adsorbiertem Wasserdampf zwischen zwei beliebigen Punkten innerhalb eines Bereichs von relativen Dampfdrücken von grö ßer als oder gleich 10% bis weniger als oder gleich 28% grö ßer als oder gleich 0,16 g/g ist.

10. Poröses Material nach Anspruch 9, wobei der Un terschied in der Menge an adsorbiertem Wasserdampf größer als oder gleich 0,18 g/g ist.

11. Poröses Material, umfassend ein Metalloxidgerüst und mit einem Wasserdampfadsorptionsvermögen, das bei einem relativen Dampfdruck von 10% weniger als oder gleich 0,1 g/g und bei einem relativen Dampfdruck von 25% größer als oder gleich 0,2 g/g ist.

12. Poröses Material, umfassend ein Metalloxidgerüst mit einer Eigenschaft, indem ein Unterschied in einer Menge an adsorbiertem Wasserdampf zwischen zwei beliebigen Punkten innerhalb eines Bereichs von relativem Dampfdruck von größer als oder gleich 10% bis weniger als oder gleich 25% größer als oder gleich 0,12 g/g ist.

13. Verfahren zur Herstellung eines porösen Materi als, umfassend:
Kondensieren eines Gerüstausgangsmaterials für das poröse Material in einer Lösung mit einer Konzentration des Gerüstausgangsmaterials, die weniger als oder gleich 0,4 Mol/l ist und einem Molverhältnis des Tensids zu dem Gerü stausgangsmaterial von größer als oder gleich 0,07 und weni ger als oder gleich 25, zur Bildung eines Kondensats,
Entfernen des Tensids aus dem Kondensat und
Inkontaktbringen des Kondensats mit einer Lösung ei ner Säure oder eines Salzes einer Säure und eines Metallions mit einer Wertigkeit größer als oder gleich drei.

14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Metallion Fe³⁺ ist.

15. Poröses Material, umfassend ein Metalloxidgerüst und mit einem Wasserdampfadsorptionsvermögen, das bei einem relativen Dampfdruck von 8% weniger als oder gleich 0,1 g/g und bei 18% größer als oder gleich 0,18 g/g ist.

16. Poröses Material, umfassend ein Metalloxidgerüst mit einer Eigenschaft, indem ein Unterschied in einer Menge an adsorbiertem Wasserdampf zwischen zwei beliebigen Punkten innerhalb eines Bereichs von relativem Dampfdruck größer als oder gleich 8% bis weniger als oder gleich 18% größer als oder gleich 0,12 g/g ist.

17. Verfahren zur Herstellung eines porösen Materi als, umfassend:
Kondensieren eines Gerüstausgangsmaterials für das poröse Material in einer Lösung, das eine Konzentration des Gerüstausgangsmaterials in der Lösung aufweist, die weniger als oder gleich 0,4 Mol/l ist und ein Molverhältnis des Ten sids zu dem Gerüstausgangsmaterial von größer als oder gleich 0,07 und weniger als oder gleich 25 aufweist, zur Bildung ei nes Kondensats, wobei das Skelettausgangsmaterial Si und Al als Metallelemente enthält und
Entfernen des Tensids aus dem Kondensat.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Molverhält nis von Al - molar ausgedrückt - zu Si und Al insgesamt - mo lar ausgedrückt - in dem Gerüstausgangsmaterial 0,0005-0,2 ist.