DE2503332C2 - Verfahren zur Herstellung poröser, kieselsäurehaltiger Gegenstände genauer Porenweite - Google Patents

Verfahren zur Herstellung poröser, kieselsäurehaltiger Gegenstände genauer Porenweite

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DE2503332C2
DE2503332C2 DE2503332A DE2503332A DE2503332C2 DE 2503332 C2 DE2503332 C2 DE 2503332C2 DE 2503332 A DE2503332 A DE 2503332A DE 2503332 A DE2503332 A DE 2503332A DE 2503332 C2 DE2503332 C2 DE 2503332C2
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen poröser, kieselsäurehaltiger Gegenstände großer Druckfestigkeit und genau regelbarer Porenweite Im Größenbereich von 100 A bis 1 um, In Form von Partikeln oder zusammenhängender Körper.
Die US-PS 36 78 144 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung poröser oder unporöser, kieselsäurehaltiger Körper mit permanent gebundenen Metalloxiden. Eine wässerige, kleselsäurehaltlge Lösung, wie Alkallsilikate, Insbesondere Llthlumpolyslllkat, Natriumsilikat, Kaliumsilikat, quaternäre Ammoniumsilikate, kolloide Kieselsäure, werden mit einem pH von 10 bis 15 und 1 bis 12 Mol SiO2 bereitet. Diesen wird ein lösliches und den pH nicht unter 10 senkendes Metalloxid·zugesetzt.
Als hierzu in Frage kommende Metalloxide werden Ag2O, CuO, ZnO, PdO, B2O1, AI2O,, Cr2O1, GeO2, MnO2, PtO2, PrO,, As2O5, V2O5, WO1, MoO,, auch als Mischungen mehrerer derselben genannt. Ihr Gesamtanteli soll bis zu 45 Gew.-% betragen können, und sie sollen In Form einer Verbindung zugesetzt werden, welche wasserlöslich, nicht flüchtig 1st, den pH Wert der Lösung nicht unter 10 senkt und eine anionische oder komplexe Verbindung in Lösung bildet. Diese Lösungsmischung wird sodann durch Zusatz einer organischen Verbindung wie Formaldehyd, Paraformaldehyd, Formamid, Glyoxal, Methylformiat, Äthylformiat, Methylazetat und/oder Äthylazetat bei einer zwischen dem Gefrierpunkt und dem Siedepunkt der Lösung liegenden Temperatur für eine zur Polymerisation der Kieselsäure zu einem zusammenhängenden, porösen Gelkörper ausreichender Zeltdauer umgesetzt. Der Gelkörper kann dann mit einer schwachen Säure ausgelaugt werden. Im Strukturgitter enthält er die zugesetzten Metalloxide.
Leider stellte sich heraus, daß die mit diesem Verfahren erzielbaren Größen der Poren sehr unregelmäßig sind, und zwar in so hohem Grade unregelmäßig, daß vorteilhafte Verwendungsmöglichkeiten derartiger poröser Körper, z. B. als Katalysatorträger, als Präzisionsfilter oder als Substrat in chromatographischen Kolonnen ausgeschlossen sind.
Die Erfindung hat sich ein Verfahren zur Herstellung poröser, kieselsäurehaltiger Gegenstände hoher Druckfestigkeit und gleichmäßiger Porengrößen In einem an sich herstellbaren breiten Porenspektrum zur Aufgabe gestellt.
Zur Lösung wird bei dem an sich bekannten, oben erörterten Grundverfahren spezifisch In der Weise vorgegangen, daß die Kallumslllkatlösung aus 8,3% K2O, 20,8% SlO2 und Rest H2O, daß die Natriumsilikatlösung aus 6,8% Na2O, 25,3% SlO2 und Rest H2O, daß die quarternäre Ammonlumsillkatlösung aus 9,9% quarternäre Ammoniumionen, 45% SlO2 und Rest H2O und daß die Llthlumpolysllikatlösung aus 2,1% LI2O, 20% SlO2 und Rest H2O bestehen, daß die kolloide Kieselsäurelösung 40% SlO2 und der Rest H2O enthält und daß die Kalium Silikatlösung mit der kolloiden Kieselsäurelösung im Gewichtsverhältnis von 19 : 1 bis 1 : 4, daß die Natrlumslllkatlösung mit der kolloiden Kieselsäurelösung Im Verhältnis 9 : 1 bis 1 : 3, daß die Kalium- und/oder Natrlumslllkatlösung mit der quarternären Ammonlumsillkatlösung Im Verhältnis 9:1 bis 1:4 oder daß die Kalium- und/oder Natriumsilikatlösung mit der Lithlumpolysillkatlösung Im Verhältnis 19:1 bis 1:4 gemischt werden.
Es wurde Überraschenderwelse gefunden, daß durch diese besondere Auswahl und kritische Beachtung der Ansatzanteile und des kritischen Verhältnisses der Ansatzkomponenten In einem breiten Porenbereich sehr genaue regelmäßige Porengrößen erzielt werden. Bei grundsätzlich möglichen Porengrößen in dem vergleichsweise breiten Bereich von 100 A bis 1 \im fallen wenigstens 80% der Poren In den Bereich ± 30% der durchschnittlichen Porengröße. Auch haben die kieselsilurehaltlgen Gegenstände eine Im ursprünglichen Zustand 0,035 N/mm2 übersteigende Druckfestigkeit.
Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind dadurch gekennzeichnet, daß der Lösungs-
mischung bis zu 70% Aluminiumoxid, Titanoxid, Kieselsäure, Zirkonoxld, Kohlenstoff, Siliziumkarbid, Slllziumnitrid, Elsenoxid, Vanadiumoxid, Chromoxid, Kobaltoxid, Nickeloxid, Manganoxid oder Kupferoxid mit einer Größe von 0,074 μΐη oder kleiner zugegeben wird, oder daß Kohlenstoff oder Kolloidkohlenstoff mit einer Größe kleiner als 1 μιη zugegeben wird und dieser durch Erhitzen des ausgelaugten Körpers unterhalb der Schmelztemperatur bei 600 bis 800° C ausgebrannt wird.
Die genaueste Regelung der Porengröße erhält man bei Ansätzen von Kallumslllkat und kolloider Kieselsäure. Durch Änderung des Verhältnisses von Kaliumsilikat zur kolloiden Kieselsäure können poröse Kieselsäurekörper mit variabler aber genauer steuerbarer Porenweite hergestellt werden. Wird Kaliumsilikat allein mit einem Geliermittel umgesetzt, so entstehen verhältnismäßig große Poren bei nur geringer Steuerung der Porenweits. So kann je nach der Konzentration von Kailumsilikat In der wässerigen Lösung die durchschnittliche Porenweite (Porendurchmesser) von 2000 A bis zu mehreren μτη schwanken, wobei Abweichungen von 100% und mehr vom Durchschnitt nicht ungewöhnlich sind. Wird andererseits kolloide Kieselsäure allein mit einem Geliermittel polymerisiert, so entstehen vergleichsweise kleine Poren von etwa 100 A Im Durchschnitt und sogar kleiner. Die Abweichungen vom Durchschnitt sind hier nicht ganz so groß und liegen in der Regel bei etwa 50%, obwohl auch Abweichungen bis etwa 100% beobachtet wurden. Dagegen sind diese Körper mechanisch so schwach, daß sie für die meisten Anwendungen wenig interessant sind. Wie die Erfahrung lehrt, sollen praktisch brauchbare Gegenstände eine Druckfestigkeit von wenigstens 3,5 kg/cm2 aufweisen, sofern sie nich! durch Füllstoffe oder andere Verstärkungsmittel verstärkt werden können.
Erfindungsgemäß kann als Ansatz eine wässerige Lösung von Kallumslllkat und kolloider Kieselsäure verwendet werden, wobei die Kallumsllikatiösung aus 8,3% K2O, 20,8% SIO2 und Rest H2O besteht und die kolloide Kieselsäurelösung 40% SlO2 und Rest H2O enthält.
Die Tabelle verzeichnet eine Reihe von Zusammensetzungen aus solchen wässerigen, kieselsäurehaltigen Lösungen. Bei Lösungsmischungen wurde das Kaliumsilikat langsam unter Umrühren der kolloiden Kieselsäure In einem Plastikbehälter zugesetzt, um eine homogene Lösung zu erhalten. Zur Entfernung etwa entstehender Gelteile wurden etwa 7 bis 15 g Formamid von Reagenzqualität zugesetzt. Dies wurde bei Zimmertemperatur durchgeführt, jedoch sind auch Temperaturen zwischen dem Gefrierpunkt und Siedepunkt möglich. Die Ansatzlösung wurde In dem Plastikbehälter bei leicht !..'höhten Temperaturen, aber unter 100°, zu einem zusammenhängenden porösen Körper gelleren gelassen. Bei höheren Temperaturen geht die Gelierung schneller vonstatten, Im übrigen sind aber Temperaturen zwischen dem Gefrier- und Siedepunkt möglich. Meist werden Temperaturen zwischen Zimmertemperatur und 70 bis 90° C während 10 Minuten bis 1 Stunde angewendet. Das gelierte Produkt nimmt die Form des Plastikbehälters bei einer linearen Schrumpfung von 5 bis 25% an. Die poröse Gelstruktur wurde bei Zimmertemperatur In Leitungswasser, einer Lösung von 1 bis 5% HNO,+ 95 bis 99% Alkohol oder einer wässerigen 1 M NH4NOi Lösung zur Entfernung von restlichem K2O und Erzielung eines porösen 99+(\, Kleselsäurekörpers durchgeführt. Bevorzugt wird für die Auslaugung 1 M NHjNOi. Durch leicht erhöhte Temperaluren kann die Auslaugung beschleunigt werden.
Tabelle i
Bei- 3 6 Zusammen Festig durchschnitt
spiel- setzung keit liche Poren
Nr. 7 weite In Ä
1 *) kK 100 g kK * sehr schwach 80-100
2 ··) Ks 80 g kK * minimal 200
20 g Ks *f ausreichend
0 3 6Og kK * mäßig 300
40 g Ks ·*
4 40 g kK * mäßig 500
60 g Ks ** fest
5 20 g kK * fest 1200
80 g Ks **
1Og kK « fest 1800
90 g Ks **
100 g Ks** sehr fest 3000
>)
f)
)
')
)
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')
)
)
)
)
)
= kolloide Kieselsäure
= Kaliumsilikat
In diesen Beispielen wurde die Festigkeit auf Grund der Kompressionsfestigkeit beurteilt, wobei 3,5 kg/m2 als praktischer Mindestwert angesehen werden. Die Porenweiten wurden nach dem Quecksilbereindringungsverfahren gemessen.
Die verhältnismäßigen Anteile von kolloider Kiesel-
jo säure und Kaliumsilikat bestimmen die Eignung zur Herstellung poröser Gegenstände mit verschiedenen Porendurchmessern und einer Porengrößenverteilung von wenigstens 80% Poren innerhalb ± 30% und in der Regel ± 10% der durchschnittlichen Porengröße bei guter mechanischer Festigkeit des Gegenstandes. Das Verhältnis von kolloider Kieselsäure und Kaliumsilikat kann somit im Bereich von 19:1 bis 1:4 liegen. Wenigstens 20% Kaliumsilikatlösung Ist für die mechanische Festigkeit und wenigstens 5% kolloide Kieselsäure für die Porengröße erforderlich.
Die Lösungen können eine andere Konzentration an K2O und SiO2 aufweisen, solange die verwendeten Mengen äquivalente Mengen In den angegebenen Bereichen ergeben.
Die erfindungsgemäß brauchbaren Bereiche für Natriumsillkat und kolloide Kieselsäure sind enger begrenzt, wie aus der Tabelle II hervorgeht. Dies beruht auf der grundsätzlichen Unvereinbarkeit von kolloider Kieselsäure und Natriumsilikat. Wird z. B. eine im Handel erhältliche wässerige Natriumsilikatlösung aus 6,8% Na2O, 25,3% SiO2 und Rest H2O mit der kolloiden Kieselsäure nach Beispielen der Tabelle I gemischt, so können bei mehr als etwa 35% (In Gew.) Natriumsilikatlösung homogene Mischungen erst erzielt werden, wenn fast 100% Natriumsillkatlösung verwendet wird. Die entstehenden Körper haben nicht die erfindungsgemäß erreichte genaue Steuerung der Porengrößen. Selbst bei 35% Natriumsilikatlösung erhält man eine homogene Mischung mit kolloider Kieselsäure nur, wenn die Natriumsilikatlösung mit einer gleichen Menge Wasser verdünnt wird, und die verdünnte Mischung der heftig gerührten kolloiden Kieselsäure tropfenweise zugesetzt wird. Wird Nalrlumsillkat nicht derart verdünnt, so kann sogar nur 20% tropfenweise zugegeben werden. Der
*>■> brauchbare Verhaltnlsberelch von Natriumslllkal und kolloider Kieselsäure Ist daher 9 : 1 bis 1 : 3.
Das Geliermittel bestand hier wieder aus Formamid von Reagcnzqualllät. Da die Gelierung rasch vonstatten
geht, wurde das Geliermittel vor Zusatz zur Natrlumsllikatlösung mit der kolloiden Kieselsäure gemischt. Für die Gelierung und Auslaugung gelten im übrigen die Angaben der Tabelle I.
Tabelle II Zusammensetzung Aussehen der Festigkeit durchschnitt
Beispiel- Lösung liche Poren
Nr. weite In Ä
80 g kK. *) homogen mäßig 150
8 20 g Ns **)
65 g kK ·) ziemlich noch aus 200
9 35 g Ns ·*) homogen reichend
(zu 100% mit
H3O verdünnt
40gkK *) schlammig unzusammen
10 60 g Ns *·) hängend
20 g kK *) schlammig sehr schwach 5000-1.7 um
11 80 g Ns ··)
10 g kK ·) schlammig mäßig 3500-5200
12 90 g Ns **)
100 g Ns**) homogen fest 3000-4500
13 kolloide Kieselsäure
*) kK = Natriumsilikat
·*) Ns =
Die Beispiele 10, 11 und 12 zeigen die Unstabilität kolloider Kieselsäure in Mischungen mit höherem Natriumsllikatantell. Es erfolgt eine Ausfällung oder Gelierung des Systems und Entstehung von Aufschlämmungen die in Gegenwart von Formamid, soweit möglich, gelieren gelassen wurden. Die entstehenden Körper waren schwach, wobei die Festigkeit mit zunehmendem Anteil kolloider Kieselsäure abnahm. Der durchschnittliche Porendurchmesser nahm mit höherem kolloiden Kieselsäuregehalt zu. Dies ist zu erwarten, da die Menge des disperglerten oder füllenden Materials in der Gelmasse zunimmt. Überraschenderweise gilt aber das Gegenteil für Mischungen von kolloider Kieselsäure und Kaliumsilikat nach Tabelle I. Mischungen von kolloider Kieselsäure mit Kalium - anstatt Natriumslllkat - haben demnach mindestens die folgenden drei Vorzüge:
In einem breiten Zusammensetzungsbereich sind homogene Lösungen möglich. Es entstehen feste gleichmäßige Qelkörper, und bei einem Porengrößenberelch von 100 A bis 1 μιτι ist eine genaue Größensteuerung möglich, wobei wenigstens 80% der Poren innerhalb von ± 30% und gewöhnlich sogar ± 10% der durchschnittlichen Porengröße liegen.
Die größere Verträglichkeit und Stabilität von kolloider Kieselsäure in Kallumslllkatlösungen kann ihre Erklärung in der unterschiedlichen Größe und Ladungsdichte der hydratierten Alkallionen finden. Sind sie in Wasser mit einer einzigen Schicht von Wassermolekülen umgeben (Hydratationswasser), dann wird bei der geringeren Größe und größeren Ladungsdichte des Na+ Ions die negative Oberflächenladung neutralisiert und Infolge der Stabilisierung der kolloiden Kleselsäurepartikel wird die Agglomeration und Ausfällung der Kieselsäure möglich. Die geringere Ladungsdichte des hydratierten K+ Ions wird durch seine Hydratationsphäre wirksamer abgeschirmt und die Ladung wird nicht neutralisiert.
Diese Erklärung wird durch die Beobachtung bestätigt, daß der tropfenweise Zusatz einer NaOH Lösung (10 g NaOH In 100 g H2O) das Kieselsäuresol ausfällt, während der Zusatz einer KOH Lösung gleicher Konzentration zu einer glelcnen Probe kolloider Kieselsäure zu einer homogenen Lösung führt.
Eine Im Handel erhältliche Ammoniumsilikatlösung besteht aus etwa 9,9 Gew.-% quaternäre Ammoniumionen, 45% SiO; und Rest Wasser. Bei Gelierung nach US-PS 36 78 144 besteht praktisch keine Kontrolle der Porenweite. Der durchschnittliche Porendurchmesser liegt unter 200 A.
Die Tabelle III enthält mehrere Beispiele für die Herstellung von Gegenständen aus den oben erwähnten Lösungen von Natriumsilikat, Kaliumsilikat und quaternärem Ammoniumsilikat. Als Gellermittel dienten 10 g Formamid von Reagenzqualität auf je 100 g Alkalisilikat. Im übrigen entsprachen die Bedingungen der Tabelle Die Gelierung erfolgte bei Zimmertemperatur. In allen Fällen wurden aus den Ansätzen homogene Lösungen gebildet.
Tabelle 111
BeI-spiel-
Nr.
Zusammensetzung
Festigkeit
durchschnittliche Porenweite in Ä
100% qu 90% qu 10%
80% qu 20%
60% qu 40%
40% qu 60%
30% qu 70%
20% qu 80%
10% qu 90%
90% qu 10%
80% qu 20%
.As *) .As *) Ns **) .As *) Ns **) .As *) Ns **) .As *) Ns **) As *) Ns **) .As *) Ns ··) As *) Ns ··) .As *) Ks***)
As *) Ks·**)
schwach schwach
mäßig
mäßig
fest
fest
fest
fest
schwach
mäßig
200 200
200
320
1500
1700
2900
3500
2C0
200
Fortsetzung
BeI-splel-
Zusammensetzung
Festigkeit
durchschnittliche Porenweite In Ä
60% qu.As *)
40% Ks***)
40% qu.As *)
60% Ks***)
mäßig
fest
220
1000
*) qu.As = quaternäres Ammonlumslllkai **) Ns = Natriumsilikat
***) Ks = Kaliumsilikat
Im Gegensatz zu kolloider Kieselsäure ist bei Verwendung von quaternärem Ammoniumsilikat In allen Fällen eine vollständige Lösung mit Natrium- und Kallumsilikat möglich. Jedoch soll zur genauen Steuerung der durchschnittlichen Porenweite das Verhältnis von Ammoniumsilikat zu Alkalisilikat Im Bereich von 4 : 1 bis 1 : 9 gehalten werden.
Wird nach US-PS 36 78 144 ein im Handel erhältliches Lithiumpolysilikat mit 2,1% Ll2O, 20% SlO2 und Rest H2O, mit Formamid geliert, so entstehen nur sehr kleine Poren und die Porenweite ist nicht steuerbar. Demgegenüber enthält die Tabelle IV Beispiele für die Herstellung von Körpern mit gleichmäßiger Porengröße aus Ansätzen von Lithiumpolysilikat in Mischung mit Natriumsilikat, Kaliumsilikat, kolloider Kieselsäure und quaternärem Ammoniumsilikat. Als Geliermittel wurde wiederum 10Gew.-% Formamid von Reagenzqualität verwendet. Mischung, Geiierung und Auslaugung wurden bei Zimmertemperatur vorgenommen, jedoch kann auch nach Tabelle I vorgegangen werden. Aus allen Mischungen entstanden homogene Lösungen.
Tabelle IV
spiel-
Zusammensetzung
Festigkeit
durchschnittliche Porenweite in Ä
28
29
30
31
32
33
34
100% Lps
20% Lps
80% Ns
30% Lps
70% Ns
40% Lps
60% Ns
20% Lps
80% Ns
30% Lps
70% Ks
40% Lps
60% Ks
50% Lps
50% qu.As
70% Lps
30% RK
schwach
fest
fest
mäßig
fest
fest
mäßig
schwach
schwach
200 3200
2900
2400
4000
2300
1700
200
200
*) Lps = Lithlumpolyslllkat ·*) Ns = Natrlumsillkat ·") Ks = Kaliumslllkat ****) qu.As = quaternäres Ammonlumslllkat *"·*) kK = kolloide Kieselsaure
Wie die Tabelle zeigt, wurden aus Mischungen von Lithiumpolysilikat mit Natrium- und Kaliumslllkat Im Verhältnis 4:1 bis 1:19 feinporige Körper guter Festigkeit mit genauer Porengrößenvertellung erhalten. Dagegen waren die aus Ansätzen von Lithlumpolyslllkat in Mischung mit quarternärem Ammoniumsilikat und/oder kolloider Kieselsaure erhaltenen Körper schwach und ohne geregelte Porengröße.
Beispiel 35
Eine homogene Mischung aus 30 g kolloider Kieselsäure und 70 g quaternärem Ammoniumsilikat wurde In einen Plastikbehälter gegeben und In diesen 10 g Formamid von Reagenzqualität eingerührt. Nach einstündigem Gelleren wurde der Körper entnommen und mit der oben erwähnten schwach sauren Lösung von I M NH4NO. ausgelaugt. Alle diese Schritte wurden bei Zimmertemperatur vorgenommen. Es entstand ein poröser Gegenstand mit zumindest ausreichender Festigkell und einer Porengrößenverteilung von 12OJoIs 2000 A bei durchschnittlicher Größe von etwa 200 A.
Die Tabelle V zeigt den Einfluß der Verdünnung mit Wasser auf die Porengrößensteuerung. Die kolloide Kieselsäure wurde langsam unter Umrühren In die Kaliumslllkatlösung gegeben und dann Wasser zugesetzt. Schließlich wurden 7 bis 15 g Formamid von Reagenzqualität langsam unter Umrühren In die verdünnte Mischung gegeben. Nach etwa einstündigem Gelieren wurde der Gegenstand aus dem Plastikbehälter heraus- · genommen und in die oben erwähnte wässerige 1 M NH4NOi Lösung eingetaucht, um überschüssiges Alkali herauszulaugen. Alle Schritte wurden der Einfachheit halber bei Zimmertemperatur durchgeführt.
Tabelle V
BeI-
spiel-
Nr.
Zusammensetzung
H:O Festlg-
Ver- keil
dünnung
durchschnittliche Porenweite In Ä
30gkK
7OgKs
30gkK
7OgKs
30gkK
7OgKs
30gkK
7OgKs
50gkK
5OgKs
50gkK
5OgKs
50gkK
5OgKs
50gkK
5OgKs
·) 30 g
**)
*) 50 g
♦·)
•)100g
*) 0
·) 30 g
··)
*) 50 g
**)
♦)100g
**)
fest 900
mäßig 440
minimal 300
angemessen
schwach 220
mäßig
fest
250
angemessen
schwach 170
sehr 130
schwach
*) kK = kolloide Kieselsäure **) Ks = Kaliumsilikat
Wie aus der Tabelle klar hervorgeht, nimmt die Porengröße bei zunehmender Verdünnung ab. Wahrscheinlich beruht dies auf der kleineren Partikelgröße und -bindung, wodurch die Polymerisation der Kieselsäure gehemmt wird. Bei kleiner Partikelgröße und maximaler Packdichte werden die Hohlräume zwischen den elnzel-
nen Partikeln kleiner. Die Erklärung wird durch die Meßwerte der Oberfläche und Druckfestigkeit der erhaltenen Gegenstände gestützt. So nimmt die Oberfläche mit stärkerer Verdünnung zu. entsprechend der kleineren Partikelgröße, während die Druckfestigkeit, entsprechend der geringeren Polymerlslerung abnimmt. Andererseits schließt die größere Verdünnung nicht die Erzielung gleichmäßiger Porenweiten aus und kann sogar zur Ein-
stellung der Porengrößen und damit der z. B. für die Verwendung als Katalysatorträger wichtigen Gesamtoberfläche ausgenutzt werden. Dabei muß u. U. allerdings eine Abnahme der mechanischen Festigkeit In Kauf genommen werden.
Als Geliermittel können statt Formamid auch Formaldehyd, Paraformaldehyd, Glyoxal, Methyl- oder Äthylazetat oder -formiat verwendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen poröser, kieselsäurehaltiger Gegenstände mit einer im ursprünglichen Zustand 0,035 N/mm2 übersteigenden Druckfestigkeit, mit Porendurchmessern von 100 A bis 1 μπι, wobei wenigstens 809b der Poren in den Bereich ± 30% der durchschnittlichen Porengröße fallen, bei dem 1 bis 12 Mol SlO2/! enthaltende Lösungen von Lithiumpolysilikat, Natriumsilikat, Kaliumsilikat, quarternärem Ammoniumsilikat oder kolloider Kieselsäure bereitet, gegebenenfalls Metalloxide zugegeben und mit Formaldehyd, Paraformaldehyd, Formamid, Glyoxal, Methylformiat, Äthylformiat, Methylazetat und/oder Äthylazetat bei einer zwischen dem Gefrierpunkt und dem Siedepunkt der Lösung liegenden Temperatur für eine zur Polymerisation der Kieselsäure zu einem zusammenhängenden, porösen Gelkörper ausreichenden Zeitdauer umgesetzt werden und der Gelkörper mit einer schwachen Säure ausgelaugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaliumsilikatlösung aus 8,3% K2O, 20,8% SiO2 und Rest H2O, daß die Natriumsilikatlösung aus 6,8% Na2O, 25,3% SlO2 und Rest H2O, daß die quarternäre Ammoniumsilikatlösung aus 9,9% quarternäre Ammoniumionen, 45% SiO2 und Rest H2O und daß die Lithlumpolysillkatlösung aus 2,1% Ll2O, 20% SiO2 und Rest H2O bestehen, daß die kolloide Kieselsäurelösung 40% SlO2 und Rest H2O enthält und daß die Kallumslllkatlösung mit der kolloiden Kieselsäurelösung Im Gewichtsverhältnis von 19: 1 bis 1 :4, daß die Natriumsilikatlösung mit der kolloiden Kieselsäurelösung im Verhältnis 9 : 1 bis 1 : 3, daß die Kalium- und/oder Natriumsilikatlösung mit der quarternären Ammonlumsillkatlösung Im Verhältnis 9:1 bis 1:4 oder daß die Kalium- und/oder Natriumsilikatlösung mit der Lithlumpolysillkatlösung Im Verhältnis 19 : 1 bis 1 : 4 gemischt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lösungsmischung bis zu 70% Aluminiumoxid, Titanoxid, Kieselsäure, Zlrkonoxld, Kohlenstoff, Siliziumkarbid, Slllzlumnitrld, Eisenoxid, Vanadiumoxid, Chromoxid, Kobaltoxid, Nickeloxid, Manganoxid oder Kupferoxid mit einer Größe von 0,074 um oder kleiner zugegeben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kohlenstoff oder Kolloidkohlenstoff mit einer Größe kleiner als 1 μιη zugegeben wird und dieser durch Erhitzen des ausgelaugten Körpers unterhalb der Schmelztemperatur bei 600 bis 800° C ausgebrannt wird.
DE2503332A 1974-02-08 1975-01-28 Verfahren zur Herstellung poröser, kieselsäurehaltiger Gegenstände genauer Porenweite Expired DE2503332C2 (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US44069374A 1974-02-08 1974-02-08

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DE2503332A1 DE2503332A1 (de) 1975-08-14
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