DE2127649B2 - METHOD FOR PRODUCING LARGE-PORED SILICA GEL BODIES - Google Patents

METHOD FOR PRODUCING LARGE-PORED SILICA GEL BODIES

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DE2127649B2 DE19712127649 DE2127649A DE2127649B2 DE 2127649 B2 DE2127649 B2 DE 2127649B2 DE 19712127649 DE19712127649 DE 19712127649 DE 2127649 A DE2127649 A DE 2127649A DE 2127649 B2 DE2127649 B2 DE 2127649B2
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Description

Gegenstand der Erfindung ist das im vorstehenden Patentanspruch näher bezeichnete Verfahren zur Herstellung großporiger Kieselsäuregelkörper, mit unterschiedlichen Bereichen der Porosität und Porenvolumina, durch ammoniakalische Behandlung getrockneter Kieselsäuregele im Autoklav.The invention relates to the method described in more detail in the preceding claim Production of large-pored silica gel bodies with different areas of porosity and pore volumes, by ammoniacal treatment of dried silica gels in an autoclave.

Kieselsäuregelkörper und Körper, die überwiegend aus Kieselsäuregel bestehen werden sehr viel auf verschiedenen Gebieten, beispielsweise der Adsorption, der Chromatographie und der Katalyse eingesetzt.Silica gel bodies and bodies that consist predominantly of silica gel will have a great deal on used in various fields, for example adsorption, chromatography and catalysis.

Diese Körper müssen selbstverständlich die für die jeweilige Verwendung erforderlichen mechanischen Eigenschaften, d. h. Abriebfestigkeit und Druckfestigkeit besitzen, aber auch bestimmte Poreneigenschaften, je nach der speziellen, in Betracht gezogenen Verwendung. Of course, these bodies must have the mechanical properties required for the respective use Properties, d. H. Have abrasion resistance and compressive strength, but also certain pore properties, depending on the particular use envisaged.

Man hat sich bereits seit langem um die Entwicklung von Verfahren bemüht, die zu einer Entwicklung der Poreneigenschaften der Kieselsäuregele führen und insbesondere die Herstellung von Stoffen mit gegenüber den frisch hergestellten Gelen größerem Porendurchmesser ermöglichen.For a long time, efforts have been made to develop methods that lead to the development of the Pore properties of the silica gels lead and in particular the production of substances with opposite enable the freshly prepared gels to have larger pore diameters.

Üblicherweise wird aus Gründen der Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung des größten Teils der technisch verwendeten Kieselsäuregele von Alkalisilicaten, vor allem von Natriumsilicaten ausgegangen. Die Kieselsäuregele werden allgemein durch Trocknen von stark wasserhaltigen Hydrogelen erhalten, die beim Ansäuern unter bestimmten Bedingungen der Alkalisilicatlösungen entstehen und stark mit den den verwendeten Säuren entsprechenden Alkalisalzen verunreinigt sind und darüber hinaus infolge einer unvollständigen Neutralisation dieser Alkalisilicate eine gewisse Restalkalinität aufweisen können. Diese Gele besitzen unterschiedliche spezifische Oberflächen und ebenfalls unterschiedliche Porenvolumina, die hauptsächlich von den Bedingungen beim Ausfällen und beim Waschen der Hydrogele abhängen.Usually, for reasons of economy in the manufacture of the majority of the technical The silica gels used were based on alkali silicates, especially sodium silicates. The silica gels are generally obtained by drying highly water-containing hydrogels, which upon acidification under certain conditions the alkali silicate solutions arise and strongly with the used Acids corresponding alkali salts are contaminated and, moreover, as a result of incomplete Neutralization of these alkali silicates can have a certain residual alkalinity. Own these gels different specific surfaces and also different pore volumes, mainly from depend on the conditions of precipitation and washing of the hydrogels.

In den FR-PS 14 73 240 und 14 82 867 wird angegeben, daß durch Brennen von Kieselsäuregelen mit definiertem Gehalt an Alkalisalzen und definierter Restalkalinität bei Temperaturen von 400 bis 12000C Gele erhalten werden können, die gut reproduzierbare Porositäten mit Poren unterschiedlichen Durchmessers bis zu mehreren 100 nm aufweisen, während die unter schonenden Bedingungen einfach getrockneten, als Ausgangsmaterial verwendeten Gele spezifische Oberflächen im Bereich von mehreren 100m2/g aufweisen,In FR-PS 14 73 240 and 14 82 867 it is stated that by firing silica gels with a defined content of alkali salts and a defined residual alkalinity at temperatures of 400 to 1200 0 C gels can be obtained which have easily reproducible porosities with pores of different diameters up to several 100 nm, while the gels used as starting material, simply dried under gentle conditions, have specific surface areas in the range of several 100m 2 / g,

denen Porositäten mit sehr feinen Poren entsprechen.which correspond to porosities with very fine pores.

Die Verwendung der nach diesen Verfahren erhaltenen Kieselsäuregele ist aber in manchen Fällen wegen der vorhandenen, nur schwer auswaschbaren Alkaliver- -j bindungen, die zur Porenentwicklung dieser Gele beigetragen haben, mit Nachteilen verbunden. Außerdem zeigen die so hergestellten großporigen Kieseisäuregele bei höheren Brenntemperaturen eine Entwicklung zu kristallinen Formen der Kieselsäure, die fürThe use of the silica gels obtained by this process is, however, in some cases because of the existing alkali compounds that are difficult to wash out and that lead to the development of pores in these gels have contributed to disadvantages. In addition, the large-pored silica gels produced in this way show at higher firing temperatures a development into crystalline forms of silica, which are used for

ίο bestimmte Anwendungsgebiete unerwünscht sind und außerdem eine merkliche Verringerung des ursprünglichen Porenvolumens.ίο certain areas of application are undesirable and also a noticeable reduction in the original pore volume.

Weiterhin sind die allgemeinen Wirkungen der ammoniakalischen Behandlung bekannt: Sie führt beiFurthermore, the general effects of ammoniacal treatment are known: It leads to

r> gebrannten Kieselgelen dazu, daß sich eine großporige Porosität entwickelt und hat bei frisch hergestellten Kieselsäurehydrogelen eine schnelle Kontraktion der Hydrogele zur Folge (DT-AS 12 66 741). Manche der beschriebenen und bekannten Verfahrensmaßnahmenr> fired silica gels to create a large-pored Develops porosity and has a rapid contraction of the freshly made silica hydrogels Result in hydrogels (DT-AS 12 66 741). Some of the described and known procedural measures

>o führen aber nicht sicher zu den erwarteten Resultaten; dies trifft vor allem für die Behandlung von frisch bereiteten Hydrogelen zu, deren Gefüge sehr brüchig ist und sich in einem Zustand schneller Entwicklung befindet. Andererseits wird durch die ammoniakalische> o but do not definitely lead to the expected results; this is especially true for the treatment of freshly prepared hydrogels, the structure of which is very brittle and is in a state of rapid development. On the other hand, by the ammoniacal

2> Behandlung von im Bereich von etwa 370 bis 7000C gebrannten Gelen das Gefüge der erhaltenen Produkte nicht ausreichend modifiziert, weil vorher eine durch das Brennen verursachte zu starke Entwicklung dieses Gefüges stattgefunden hat (US-PS 26 99 376).2> Treatment of gels fired in the range from about 370 to 700 ° C. does not sufficiently modify the structure of the products obtained because this structure had previously developed too much as a result of the firing (US Pat. No. 2,699,376).

ω Es war überraschend, daß sich aus gewaschenen und getrockneten Hydrogelen großporige Kieselsäuregelkörper mit sehr unterschidlichen Porositätsbereichen, d.h. Porendurchmessern von etwa 10 bis etwa 200nm herstellen lassen, wenn man die Behandlung in Gegenwart eines wäßrigen ammoniakalisch reagierenden Mediums in Dampfphase oder in flüssiger Phase im Autoklav, d. h. unter Druck vornimmt Das Gefüge wird dabei nicht zerstört und es wird eine erhebliche Zunahme des mittleren Porendurchmessers unter Beibehaltung des ursprünglichen Porenvolumens erzielt, wenn gleichzeitig der mittlere Porendurchmesser der eingesetzten Kieselsäuregelkörper über etwa 4 nm liegt. Bei Kieselsäuregelkörpern mit einem mittleren Porendurchmesser unter 4 nm, z. B. von 2,1 oder 2,4 nm führt die gleiche ammoniakalische Autoklavenbehandlung zwar auch zu einer Zunahme des Porendurchmessers, aber gleichzeitig zu einer unerwünschten Abnahme der Gesamtporosität. Die erfindungsgemäß erzielten stark veränderten Porositätsbereiche sind von besonderer Bedeutung für chromatographische Anwendung; außerdem ist häufig die große Reinheit dieser Kieselgelkörper, die durch sehr gründliches anfängliches Waschen erzielt wird, ein geschätzter Vorteil. Die Kieselsäurehydrogele müssen getrocknet werden, damit die Gele sich für eine Entwicklung im Autoklav in Gegenwart eines alkalisch reagierenden Mediums eignen; entgegen dem bisher Bekannten führt nämlich die Behandlung von Hydrogelen, wie sie nach den verschiedenen Verfahren aus Silicaten in wäßrigem Medium erhalten werden, unter Druck und in ammoniakalisch reagierendem Medium meist zu ihrer Zerstörung. In der Praxis werden die Hydrogele meist bei ziemlich niedrigen Temperaturen getrocknet; die weitere Entwicklung dieser schonend getrockneten Gele ist unter den erfindungsgemäßen Bedingungen am stärksten ausgeprägt. Die Hydrogele können aber ohne ernstlichen Nachteil auch bei Temperaturen im Bereich von 400 bis 5000C getrocknet werden; es wird lediglichIt was surprising that large-pored silica gel bodies with very different porosity ranges, ie pore diameters of about 10 to about 200 nm, can be produced from washed and dried hydrogels if the treatment is carried out in the presence of an aqueous ammoniacal reacting medium in the vapor phase or in the liquid phase in the autoclave, ie under pressure the structure is not destroyed and a considerable increase in the mean pore diameter is achieved while maintaining the original pore volume if the mean pore diameter of the silica gel bodies used is at the same time above about 4 nm. In the case of silica gel bodies with an average pore diameter below 4 nm, e.g. B. 2.1 or 2.4 nm, the same ammoniacal autoclave treatment leads to an increase in the pore diameter, but at the same time to an undesirable decrease in the total porosity. The greatly changed porosity ranges achieved according to the invention are of particular importance for chromatographic use; in addition, the high purity of these silica gel bodies, which is achieved by very thorough initial washing, is often a valued advantage. The silica hydrogels must be dried so that the gels are suitable for development in the autoclave in the presence of an alkaline reacting medium; Contrary to what is known hitherto, the treatment of hydrogels, such as are obtained from silicates in an aqueous medium by the various processes, under pressure and in an ammoniacally reacting medium usually leads to their destruction. In practice, the hydrogels are usually dried at fairly low temperatures; the further development of these gently dried gels is most pronounced under the conditions according to the invention. However, the hydrogels can also be dried at temperatures in the range from 400 to 500 ° C. without serious disadvantage; it just becomes

durch Trocknen an der Obergrenze des angegebenen Temperaturbereiches eine etwas andere Verteilung der großen Poren erhalten, als bei Hydrogelen, die bei niederer Temperatur getrocknet sind.by drying at the upper limit of the specified temperature range a slightly different distribution of the get larger pores than with hydrogels that are dried at a low temperature.

Die beim Trocknen bei verschiedenen Ten "rUturen bis zu den angegebenen Grenzen erzielten _,ebnisse unterscheiden sich hinsichtlich des mittleren Porendurchmessers und des Porenvolumens der erhaltenen trockenen Produkte sehr wenig voneinander. Aber bei der nachfolgenden Behandlung im ammoniakalischen Medium unter Druck findet eine zunehmende Entwicklung ihrer Organisation statt, die von der beim Trocknen eingehaltenen Temperatur abhängt; diese Entwicklung verläuft um so schneller, je höher die angewandte Temperatur beim Trocknen war. Oberhalb der angegebenen Temperatur führt dann d„s Calcinierer zu einer beträchtlichen Abnahme der spezifischen Oberfläche. Beim allmählichen Erhitzen von Kieselsäurehydrogelen auf höhere Temperaturen verläuft der Wasserverlusl nicht linear mit der steigenden Temperatur: das adsorbierte Wasser wird durch Trocknen bei niederer Temperatur schnell entfernt; das Restwasser, das dem in den erhaltenen trockenen Gelen gebundenen Wasser entspricht, wird mit steigender Temperatur zunächst nur langsam entfernt, darauf durchläuft dieser Entwässerungsvorgang ein Schnelligkeitsmaximum, das im wesentlichen im Temperaturintervall von 400 bis 5000C liegt, das oben als die Grenze für die einzuhaltenden Trocknungstemperaturen angegeben worden ist.The "r U during drying at various Ten temperatures up to the specified limits _ achieved, ebnisse differ in terms of the average pore diameter and the pore volume of the resulting dry products very little from each other. But place in the subsequent treatment in ammoniacal medium under pressure an increasing development Their organization takes place, which depends on the temperature maintained during drying; this development takes place all the faster, the higher the temperature used during drying. Above the specified temperature, the calciner then leads to a considerable decrease in the specific surface area From silica hydrogels to higher temperatures, the water loss does not proceed linearly with increasing temperature: the adsorbed water is quickly removed by drying at a lower temperature; the residual water, which corresponds to the water bound in the dry gels obtained, increases with steep This dehydration process then passes through a maximum speed which is essentially in the temperature range from 400 to 500 ° C., which has been specified above as the limit for the drying temperatures to be maintained.

Die beim Behandeln der Kiselsäuregelkörper angewandten Drucke können ziemlich niedrig sein, jedoch verläuft die Entwicklung dieser Körper in ammoniakalisch reagierendem Medium urn so schneller, je höher der Druck ist. In der Praxis wird ein Druck von einigen 10 bar als ausreichend angesehen; es können auch mehr als 50 bar angewandt werden ohne anderen Nachteil, als daß dann eine aufwendigere und daher weniger wirtschaftliche Apparatur notwendig ist.The ones used in treating the silica gel bodies Pressures can be quite low, but these bodies develop in an ammoniacal manner The higher the pressure, the faster the reacting medium. In practice there will be a pressure of some 10 bar considered sufficient; more than 50 bar can also be used without any other disadvantage than that then a more complex and therefore less economical apparatus is necessary.

Die Konzentration des wäßrigen ammoniakalischen Mediums übt einen sehr großen Einfluß darauf aus, in welchem Umfang und mit welcher Schnelligkeit die angestrebten Ergebnisse erzielt werden; eine Konzentration über 100 g/l ammoniakalisch reagierenden Substanz in diesem Medium bringt jedoch nicht mehr viel Veränderungen hinsichtlich der Schnelligkeit des Entwicklungsvorganges.The concentration of the aqueous ammoniacal medium has a very great influence on it, in the extent and the speed with which the desired results will be achieved; a concentration However, more than 100 g / l ammoniacally reacting substance in this medium is no longer effective a lot of changes in the speed of the development process.

Die Behandlungsdauer für die Kieselgelkörper muß ausreichend lang sein, damit die Temperatur in allen Punkten einer gegebenen Masse dieser Körper praktisch gleich ist; in der Praxis genügt eine Behandlungsdauer von einigen Stunden für technisch wichtige Produkte.The treatment time for the silica gel body must be long enough to keep the temperature in all Points of a given mass of this body is practically equal; in practice one is sufficient Treatment time of a few hours for technically important products.

Die erfindungsgemäßen Behandlungen können in Dampfphase oder in flüssiger Phase vorgenommen werden; häufig wird das Arbeiten in Dampfphase bevorzugt, weil die Eigenschaften hinsichtlich der Porosität von Proben, die an verschiedenen Punkten bedeutsamer Mengen entnommen werden, wenig gestreut sind; die Behandlung in flüssiger Phase hingegen gibt breitere Porenverteilungen, die für bestimmte Anwendungen erwünscht sein können.The treatments according to the invention can be carried out in the vapor phase or in the liquid phase will; Working in the vapor phase is often preferred because of the properties in terms of There is little porosity in samples taken at various points in significant quantities are scattered; the treatment in the liquid phase, however, gives wider pore distributions, which for certain applications may be desired.

Selbstverständlich müssen die verschiedenen angeführten Parameter gemeinsam berücksichtigt werden und die Wahl der Eigenschaften der Kieselgelkörper, von denen ausgegangen wird, muß im Hinblick auf das jeweils vufbesiimrnie angestrebte Resultat erfolgen. So muß, da die erfindungsgemäßen Behandlungen das ursprüngliche Porenvolumen der Kieselgelkörper praktisch nur wenig verändern, die Wahl der Herstellungsweise dieser Körper so erfolgen, daß diese praktisch dieselben Porenvolumina besitzen, wie sie die Endprodukte aufweisen sollen, während die anderen Parameter -, dann die verschiedenen Porenverteilungen bestimmen.Of course, the various parameters listed must be taken into account together and the choice of the properties of the silica gel bodies which are assumed must be made with regard to this in each case the desired result occurs. So must, since the treatments according to the invention practically reduce the original pore volume of the silica gel body Change only a little, the choice of the manufacturing method of these bodies are made so that they are practical have the same pore volumes as the end products should have, while the other parameters -, then determine the different pore distributions.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht auf Körper aus reinem Kieselsäuregel beschränkt; Kieselsäuregelkörper, die noch andere Oxide oder Hydroxide enthalten, können eine analoge Entwicklung durchlaufen. Die Anwesenheit dieser anderen Oxide verhindert nicht die Entwicklung der Porositätseigenschaften des Kieselsäuregels; derartige Körper können vor allem Oxide oder Hydroxide von Magnesium, Aluminium und Zirkonium enthalten und finden vielfache Verwendung für Katalysezwecke.The method according to the invention is not limited to bodies made of pure silica gel; Silica gel body, which also contain other oxides or hydroxides can undergo an analogous development. The presence of these other oxides does not prevent the porosity properties of the from developing Silica gel; Such bodies can especially oxides or hydroxides of magnesium, aluminum and Zirconium contains and is widely used for catalysis purposes.

In den folgenden Beispielen wird die erfindungsgemä-Ge Behandlung im Autoklav und im ammoniakalischen Medium an Kieselgelkugeln, die durch Koagulieren von KieseJsäuresoJen in einer mit Wasser nicht mischbarenIn the following examples, the treatment according to the invention is carried out in an autoclave and in an ammoniacal one Medium on silica gel spheres, which are immiscible with water by coagulating gravel / acid soils in a water

_'o Flüssigkeit erhalten wurden sowie in einem Beispiel an Extrudaten erläutert. Selbstverständlich werden bei anderen Ausbildungsformen von Kieselgelkörpern, deren ursprüngliche Eigenschaften identisch sind mit denen der Kugeln oder Extrudate, gleiche Resultate_'o liquid were obtained and explained in an example of extrudates. It goes without saying that other forms of formation of silica gel bodies whose original properties are identical to same results as those of spheres or extrudates

2") erzielt; als andere Ausbildungsformen kommen beispielsweise Bruchstücke, erhalten durch Zerkleinern von abgebundenen Gelen oder durch Pressen oder Drücken erhaltene Agglomerate in Frage.2 "); other forms of training come for example Fragments obtained by crushing set gels or by pressing or Press obtained agglomerates in question.

Beis piel 1Example 1

In diesem Beispiel wird gezeigt, daß das anfängliche Trocknen der Kieselsäuregelkörper bei ziemlich niedriger Temperatur erfolgen soll, damit ihr Vermögen, sich im Autoklav und in ammoniakalischem Medium zuIn this example it is shown that the initial drying of the silica gel bodies is quite lower Temperature should be done so that it is able to stand up in the autoclave and in ammoniacal medium

r> großporigen Porositäten hin zu entwickeln, nicht beeinträchtigt wird.To develop large-pored porosities, not is affected.

Aus Natriumsilicat erhaltene Kieselsäurehydrogel-Kugeln wurden gewaschen, bis ihr Restgehalt an Na2O nicht mehr als 0,02 Gew.-% betrug, bezogen auf die Kieselsäure. Diese Kugeln wurden bei niederer Temperatur bei etwa 1000C getrocknet und besaßen dann einen mittleren Durchmesser von 100 bis 200 μιη und ein Porenvolumen von l,05cm3/g, wobei der mittlere Porendurchmesser etwa 12 nm betrug.Silica hydrogel balls obtained from sodium silicate were washed until their residual Na 2 O content was not more than 0.02% by weight, based on the silica. These spheres were dried at a low temperature at about 100 0 C and then had a mean diameter μιη of 100 to 200 and a pore volume of l, 05cm 3 / g, the mean pore diameter was about nm 12th

ν» Es wurden drei andere Proben gleichartiger I lydrogelkugeln bei 400, 600 und 8000C getrocknet und dann alle vier Proben in Dampfphase während 3 Stunden unter einem Druck von 40 bar im Autoklav mit einer wäßrigen Lösung, enthaltend 25 g/l Ammoniak, behandelt. ν "There are three other samples of similar I lydrogelkugeln at 400, 600 and 800 0 C dried and then all four samples in vapor phase for 3 hours under a pressure of 40 bar, treated in an autoclave with an aqueous solution containing 25 g / l ammonia .

In der folgenden Tabelle 1 sind die Meßdaten für die erhaltenen Produkte aufgeführt und zwar das Porenvolumen V, der mittlere Porendurchmesser 0 m und die Porenverteilung.The following table 1 shows the measurement data for the products obtained, namely the pore volume V, the mean pore diameter 0 m and the pore distribution.

Tabelle 1Table 1

Temperatur
beim Trocknen
temperature
while drying

VV 0M0M

(cmVg) (nm)(cmVg) (nm)

Porenverteilung (nm)Pore distribution (nm)

100100 1,01.0 8585 60-12060-120 400400 1,01.0 7070 45-11045-110 600600 1,01.0 4141 30- 7030-70 „, 800", 800 1,01.0 4242 30- 7030-70

Die Gegenüberstellung zeigt deutlich, daß der mittlere Porendurchmesser der erhaltenen Produkte umThe comparison clearly shows that the mean pore diameter of the products obtained is around

so größer war, je niedriger die Temperatur beim Trocknen des Gels war und daß oberhalb von 400°C eine Porenvergrößerung schwerer erreicht wird, als darunter. Im übrigen ändert sich das Porenvolumen praktisch nicht.the greater the lower the temperature during drying of the gel and that above 400 ° C pore enlargement is more difficult to achieve than below. In addition, the pore volume changes practically not.

Beispiel 2Example 2

Dieses Beispiel beschreibt eine 3stündige Autoklavbehandlung in Dampfphase unter einem Druck von 10 bar, in einer wäßrigen Ammoniaklösung, enthaltend 5 g/l. Die Behandlung wurde mit Kieselsäuregelkugeln vom Durchmesser 40 bis 350 μίτι durchgeführt, die durch Trocknen von Hydrogelkugeln erhalten worden waren und ein Porenvolumen von 0,7 cmVg und einen mittleren Porendurchmesser von 6 nm aufwiesen. Die Kugeln waren bei verschiedenen Temperaturen getrocknet worden; die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 2 zusammengefaßt.This example describes a 3 hour autoclave treatment in the vapor phase under a pressure of 10 bar, in an aqueous ammonia solution 5 g / l. The treatment was carried out with silica gel balls with a diameter of 40 to 350 μίτι, which by Drying hydrogel spheres had been obtained and a pore volume of 0.7 cmVg and one had an average pore diameter of 6 nm. The balls were dried at different temperatures been; the results are summarized in Table 2 below.

Tabelle 2Table 2

Temperatur
beim Trocknen
temperature
while drying

VV 0M0M

(emtyg) (nm)(emtyg) (nm)

Porenverteilung
(nm)
Pore distribution
(nm)

150150 0,70.7 4444 30-7030-70 400400 0,70.7 4040 25-6525-65 600600 0,70.7 3636 20-6020-60 800800 0,70.7 3535 20-6020-60

NHs-Gehah
der Lösung
NHs-Gehah
the solution

Porenvolumen VPore volume V

(cmVg)(cmVg)

PorenverteilungPore distribution

(nm) (nm)(nm) (nm)

0,060.06 1,061.06 1313th 8- 358-35 0,250.25 1,001.00 3636 20- 7020-70 0,500.50 1,051.05 5050 30- 8030-80 1,01.0 1,021.02 5252 30- 8030-80 2,52.5 1,051.05 6060 35- 9035-90 55 1,001.00 7070 40-10040-100 1010 1,051.05 8080 40-11040-110 2525th 1,021.02 8282 40-11040-110 6060 1,011.01 8080 40-11040-110 9595 1,011.01 8484 45-12045-120

Beispiel 4Example 4

In diesem Beispiel wurde Ammoniak durch andere smmoniakalisch reagierende Substanzen, wie Äthylamin und Äthylendiamin ersetzt, die in einer Konzentration von 50 g/l und 100 g/l eingesetzt wurden. Behandelt wurden die gleichen, bei 10O0C getrockneten Kugeln wie in Beispiel 1 und 3; dis Versuchsdauer betrug 3 h, der Druck 40 bar. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 4 zusammengefaßt.In this example, ammonia was replaced by other substances that react with ammonia, such as ethylamine and ethylenediamine, which were used in a concentration of 50 g / l and 100 g / l. The same, dried at 10O 0 C balls as in Example 1 and 3 were treated; The duration of the experiment was 3 hours and the pressure was 40 bar. The results are summarized in Table 4 below.

Tabelle 4Table 4

Amingehalt der
wäßrigen Lösung
Amine content of
aqueous solution

Dieses Beispiel zeigt wiederum, daß die bei niederen Temperaturen getrockneten Gele leichter eine großporige Porosität ausbilden.This example again shows that the gels dried at low temperatures more easily have large pores Develop porosity.

Beispiel 3Example 3

In Giesem Beispiel wird die Wirkung zunehmender Ammoniakkonzentration in der wäßrigen Autoklavlösung untersucht. Die Versuche wurden mit gleichen Kieselsäuregelkugeln durchgeführt wie im Beispiel 1, die bei 1000C getrocknet worden waren. Verschiedene Proben dieser Kugeln wurden im Autoklav während 3 h unter einem Druck von 10 bar bei unterschiedlicher NH3-Konzentration behandelt. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 3 zusammengefaßt.In Giesem example the effect of increasing ammonia concentration in the aqueous autoclave solution is examined. The experiments were carried out with the same Kieselsäuregelkugeln as in Example 1 which had been dried at 100 0 C. Various samples of these spheres were treated in the autoclave for 3 hours under a pressure of 10 bar with different NH3 concentrations. The results are summarized in Table 3 below.

Tabelle 3Table 3

Diese Ergebnisse zeigen deutlich, daß oberhalb eines bestimmten NHj-G'ehaltes der wäßrigen Lösung eine Zunahme der Konzentration nur noch eine geringe Wirkung ausübt und daß eine Konzentration von 100 g/l als obere Grenze angesehen werden kann, die zu überschreiten keinen weiteren Vorteil bringt.These results clearly show that above a certain NHj content of the aqueous solution a An increase in the concentration only has a slight effect and that a concentration of 100 g / l can be seen as an upper limit, which there is no further advantage to exceeding.

(cmVg)(cmVg)

(nm)(nm)

Porenverteilung Pore distribution

(nm)(nm)

Äthylamin 50 1,09 70 40-140Ethylamine 50 1.09 70 40-140

Äthylendiamin 100 1,07 75 40-200Ethylenediamine 100 1.07 75 40-200

Die Ergebnisse zeigen eine Analogie mit den mit Ammoniak erhaltenen Ergebnissen.The results show an analogy with the results obtained with ammonia.

Beispiel 5Example 5

Dieses Beispiel beschreibt eine Autoklavenbehandlung in flüssiger Phase in ammoniakalischem Medium -'i bei zwei verschiedenen Konzentrationen: 0,25 g/1 und 25 g/l NHj.This example describes autoclaving in the liquid phase in an ammoniacal medium -'i at two different concentrations: 0.25 g / 1 and 25 g / l NHj.

Verwendet wurden dieselben Kugeln wie in denThe same balls were used as in the

Beispielen 1, 3 und 4, die bei 1000C getrocknet worden waren. Die nach 3stündiger Behandlung unter einemExamples 1, 3 and 4, which had been dried at 100 0 C. The one after 3 hours of treatment under one

«ι Druck von 40 bar erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 5 zusammengefaßt:«Ι pressure of 40 bar obtained results are in the summarized in Table 5 below:

Tabelle 5Table 5 V
(cmVg)
V
(cmVg)
0M
(nm)
0M
(nm)
Poren
verteilung
(nm)
Pores
distribution
(nm)
NH3-Gehalt der
'"> Autoklavlösung
(g/i)
NH3 content of the
'"> Autoclave solution
(g / i)
0,98
0,80
0.98
0.80
21
72
21
72
10- 30
35-170
10-30
35-170
0,25
25
0.25
25th

Dieses Beispiel zeigt, daß die Entwicklung von großen Poren auch in flüssiger Phase möglich ist.This example shows that the development of large pores is also possible in the liquid phase.

Beispiel 6Example 6

In diesem Beispiel wurden aus Kieselsäurehydrogel-Mikrokugeln erhaltene Strangpreßlinge mit Durchmesser 3 mm und Höhe 5 mm behandelt, die bei 12O0C getrocknet wurden und ein Porenvolumen von 1 cmVg und einen mittleren Porendurchmesser von 12,5 nm besaßen. Behandelt wurden zwei Proben: Die erste in Dampfphase und die zweite in flüssiger Phase, jeweils während 3 h bei 40 bar und bei einem NH3-Gehalt der wäßrigen Lösung von 50 g/l.In this example, extrusions obtained were mm with a diameter of 3 mm and height of 5 treated silica hydrogel of microspheres, which were dried at 12O 0 C and a pore volume of 1 cmVg and an average pore diameter of 12.5 nm possessed. Two samples were treated: the first in the vapor phase and the second in the liquid phase, each for 3 hours at 40 bar and with an NH 3 content of the aqueous solution of 50 g / l.

Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle 6 zusammengefaßt:The results are summarized in the following table 6:

Tabelle 6Table 6

Behandlung inTreatment in

(cnWg)(cnWg)

0M0M

(nm)(nm)

Porenverteilung Pore distribution

(nm)(nm)

Dampfphase 1,00 103 80-120Vapor phase 1.00 103 80-120

flüssiger Phase 1,01 35 10-80liquid phase 1.01 35 10-80

Dieses Beispiel zeigt, daß die Entwicklung der Körper in flüssiger Phase, obwohl analog der Entwicklung in Dampfphase, zu anderen mittleren Porendurchmessern und einer anderen Porenverteilung führt.This example shows that the development of the body in the liquid phase, although analogous to the development in Vapor phase, leads to different mean pore diameters and a different pore distribution.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von großporigen Kieselsäuregelkörpern mit unterschiedlichen Bereichen der Porosität und der Porenvolumina, die gegebenenfalls katalytische Mengen anderer Oxide oder Hydroxide enthalten, insbesondere für Katalyse und Chromatographie, durch ammoniakalische Behandlung von Kieselsäurehydrogelen, die bei Temperaturen von maximal 5000C getrocknet worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß man die Ammoniakbehandlung im Autoklav durchführt und getrocknete Kieselsäuregelkörper einsetzt, die einen mittleren Porendurchmesser über 4 nm aufweisen.Process for the production of large-pored silica gel bodies with different areas of porosity and pore volumes, which may contain catalytic amounts of other oxides or hydroxides, in particular for catalysis and chromatography, by ammoniacal treatment of silica hydrogels which have been dried at temperatures of a maximum of 500 ° C. thereby characterized in that the ammonia treatment is carried out in an autoclave and dried silica gel bodies are used which have an average pore diameter of over 4 nm.
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