DE2812875C2 - - Google Patents

Info

Publication number
DE2812875C2
DE2812875C2 DE2812875A DE2812875A DE2812875C2 DE 2812875 C2 DE2812875 C2 DE 2812875C2 DE 2812875 A DE2812875 A DE 2812875A DE 2812875 A DE2812875 A DE 2812875A DE 2812875 C2 DE2812875 C2 DE 2812875C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
alumina
slurry
crystalline
solution
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2812875A
Other languages
German (de)
Other versions
DE2812875A1 (en
Inventor
Moises Gali Severna Park Md. Us Sanchez
Norman Raymond Rockville Md. Us Laine
Michael Vance Baltimore Md. Us Ernest
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
WR Grace and Co Conn
Original Assignee
WR Grace and Co Conn
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from US05/781,379 external-priority patent/US4179408A/en
Priority claimed from US05/781,393 external-priority patent/US4154812A/en
Application filed by WR Grace and Co Conn filed Critical WR Grace and Co Conn
Publication of DE2812875A1 publication Critical patent/DE2812875A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2812875C2 publication Critical patent/DE2812875C2/de
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/34Preparation of aluminium hydroxide by precipitation from solutions containing aluminium salts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/944Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or carbon making use of oxidation catalysts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J21/00Catalysts comprising the elements, oxides, or hydroxides of magnesium, boron, aluminium, carbon, silicon, titanium, zirconium, or hafnium
    • B01J21/02Boron or aluminium; Oxides or hydroxides thereof
    • B01J21/04Alumina
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/30Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J35/31Density
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/61Surface area
    • B01J35/615100-500 m2/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/63Pore volume
    • B01J35/6350.5-1.0 ml/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/63Pore volume
    • B01J35/638Pore volume more than 1.0 ml/g
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/60Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J35/64Pore diameter
    • B01J35/6472-50 nm
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01FCOMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
    • C01F7/00Compounds of aluminium
    • C01F7/02Aluminium oxide; Aluminium hydroxide; Aluminates
    • C01F7/021After-treatment of oxides or hydroxides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2002/00Crystal-structural characteristics
    • C01P2002/60Compounds characterised by their crystallite size
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/30Particle morphology extending in three dimensions
    • C01P2004/32Spheres
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2004/00Particle morphology
    • C01P2004/60Particles characterised by their size
    • C01P2004/61Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/10Solid density
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/11Powder tap density
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/12Surface area
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/14Pore volume
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16Pore diameter
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/16Pore diameter
    • C01P2006/17Pore diameter distribution
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/21Attrition-index or crushing strength of granulates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01PINDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
    • C01P2006/00Physical properties of inorganic compounds
    • C01P2006/22Rheological behaviour as dispersion, e.g. viscosity, sedimentation stability

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein kristallines α-Aluminiumoxidmonohydrat der Formel Al₂O₃ ·x H₂O, wobei x größer als 1 und kleiner als 2 ist, ein Verfahren zur Herstellung dieses α-Aluminiumoxidmonohydrats und dessen Verwendung zur Herstellung von Automobilabgaskatalysatoren.The invention relates to a crystalline α- alumina monohydrate of the formula Al₂O₃ · x H₂O, wherein x is greater than 1 and less than 2, a process for the preparation of this α- alumina monohydrate and its use for the production of automotive exhaust catalysts.

Aus der DE-OS 15 92 108 ist ein Verfahren zur Herstellung von Tonerdegelen bekannt, bei dem eine Alkalialuminatlösung mit einer Aluminiumsulfatlösung als Fällungsmittel gemischt wird. Das vorbekannte Verfahren wird bei Raumtemperatur durchgeführt und ergibt ein Produkt, bei dem es sich nicht um eine Böhmit-Pseudobömit-Zwischenform sondern wahrscheinlich um Pseudoböhmit handelt.From DE-OS 15 92 108 is a process for the preparation of toner gels known in which an alkali aluminate solution with an aluminum sulfate solution as precipitant is mixed. The previously known method is carried out at room temperature and gives a product, which is not a boehmite pseudo-intermediate form but is probably pseudoboehmite.

Katalysatoren bestehen überlicherweise aus einem Träger und einem auf dem Träger befindlichen katalytischen Material, wobei der Träger gewöhnlich aus Teilchen eines porösen Materials, z. B. Aluminiumoxid besteht. Die Teilchen haben typischerweise eine Größe entsprechend kugelförmigen Teilchen mit einem Durchmesser von 1 mm bis zu 15 mm, so daß das Trägermaterial gegebenenfalls in entsprechende Teilchenform, z. B. Kugeln, Sphäroide, Pillen und Zylinder ausgeformt werden muß. Die Aktivität, der Wirkungsgrad, die Stabilität und Beständigkeit eines Katalysators sind abhängig von den Struktureigenschaften des Trägermaterials und der daraus gebildeten Teilchen sowie von der Art und Verteilung der katalytischen Stoffe auf den Trägerteilchen. Dementsprechend ist es wünschenswert, daß die die katalytische Aktivität positiv beeinflussenden Eigenschaften des Trägermaterials durch die Formung zu Teilchen nicht beeinträchtigt sondern möglichst vollständig erhalten bleiben. Catalysts usually consist of a carrier and a catalytic on-carrier Material, wherein the carrier is usually made of particles of a porous material, eg. B. alumina exists. The particles typically have a size corresponding to spherical Particles with a diameter of 1 mm to to 15 mm, so that the support material optionally in corresponding particle shape, z. B. spheres, spheroids, Pills and cylinders must be formed. The activity, the efficiency, the stability and durability of a Catalysts are dependent on the structural properties the carrier material and the particles formed therefrom as well as the nature and distribution of the catalytic substances on the carrier particles. Accordingly, it is desirable that positively affect the catalytic activity Properties of the carrier material by the Shaping to particles not impaired but possible completely preserved.  

Die anfängliche poröse Struktur der Katalysatorteilchen und deren Vormaterial ist bestimmend für die Größe und die Aufnahmefähigkeit der für den Kontakt des Katalysatormaterials und der Reaktionskomponenten zur Verfügung stehenden Oberfläche. Durch größeren Porendurchmesser erreicht man bessere Diffusionsgeschwindigkeit für die Reaktionskomponenten und die Produkte an die Katalysatorteilchen und von diesen weg, was häufig zu verbesserter Katalysatoraktivität führt. Jedoch ist das Ausmaß, bis zu dem die Porengröße vorteilhaft erhöht werden kann, begrenzt. In dem Maß, in dem die Porengröße ansteigt, nimmt die Oberfläche, an der Reaktionen stattfinden können, ab. Bei einem guten Katalysator sollte Gleichgewicht bestehen zwischen hoher spezifischer Oberfläche, gesamten Porenvolumen und Makroporosität. Hohe Makroporosität bedeute eine Porengrößenverteilung, in der ein relativ hoher Anteil an Poren mit einem Durchmesser von mehr als 1000Å vorhanden ist. Aluminiumoxid und ausgeformte Aluminiumoxid mit geringer Dichte und entsprechend niedriger Wärmedämmung führt zu einem Katalysator, der schneller auf Reaktionstemperatur kommt. The initial porous structure of the catalyst particles and whose starting material is decisive for the size and the absorption capacity for the contact of the catalyst material and the reaction components available surface. By larger pore diameter to achieve better diffusion rate for the reaction components and the products to the catalyst particles and away from them, which is often too leads to improved catalyst activity. However, the extent to which the pore size can be increased advantageously limited. As the pore size increases, so does the surface on which reactions can take place. With a good catalyst, there should be balance between high specific surface, total pore volume and macroporosity. High macroporosity means a pore size distribution, in the a relatively high percentage of pores with a diameter of more than 1000Å is present. Alumina and formed alumina with less Density and correspondingly low thermal insulation leads to a Catalyst that gets to reaction temperature faster.  

Ein besonders brauchbares Katalysatorträgermaterial ist Aluminiumoxid, da es von Natur aus einen hohen Porositätsgrad hat und eine vergleichsweise hohe Oberfläche in dem Temperaturbereich, in dem normalerweise die meisten katalytischen Reaktionen ablaufen, behält. Wenn man es jedoch während langer Zeitspannen unter hohen Temperaturen einsetzt, kann Aluminiumoxid infolge Überhitzung sintern und sein Kristallgefüge ändern. Dadurch wird die katalytische Aktivität, beispielsweise weil für katalytischen Reaktionen zur Verfügung stehende Oberfläche verlorengeht, absinken.A particularly useful catalyst support material is alumina because it is naturally high in porosity has and a comparatively high surface in the temperature range where most normally catalytic reactions take place. If however, during long periods of high temperature Alumina may be due to overheating sinter and change its crystal structure. This will the catalytic activity, for example because of catalytic reactions available surface lost, sink.

Da die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Aluminiumoxid weitgehend von den Verfahrensmaßnahmen bei der Herstellung abhängig sind, sind schon zahlreiche Herstellungsverfahren entwickelt worden, mit denen versucht wurde, die zur Verwendung als Katalysatorträgermaterial benötigten Eigenschaften zu optimieren. Aluminiumoxid wird meist durch Kombination einer wasserlöslichen sauren Aluminiumverbindung, zum Beispiel eines Aluminiumsalzes, wie Aluminiumsulfat, Aluminiumnitrat oder Aluminiumchlorid, mit einem Alkalialuminat, wie beispielsweise Natrium- oder Kaliumaluminat ausgefällt (siehe z. B. US-PS 29 88 520, US-PS 38 64 461, US-PS 35 20 654, US-PS 30 32 514 und US-PS 31 24 418). Allerdings waren bisher die Eigenschaften der resultierenden Produkte nach dem Waschen und Trocknen in der Regel in der einen oder anderen Richtung, beispielsweise hinsichtlich hoher Oberfläche, Makroporosität, Phasenstabilität oder niedriger Dichte, unbefriedigend. Because the physical and chemical properties of Alumina largely from the process measures are dependent on the production, are already numerous Manufacturing process has been developed with which tried which was for use as a catalyst support material to optimize the required properties. alumina is mostly by combination of a water-soluble acidic aluminum compound, for example an aluminum salt, such as aluminum sulfate, aluminum nitrate or aluminum chloride, with an alkali aluminate, such as Sodium or potassium aluminate precipitated (see z. B. US-PS 29 88 520, US-PS 38 64 461, US-PS 35 20 654, US-PS 30 32 514 and US-PS 31 24 418). However, they were So far, the properties of the resulting products after washing and drying usually in one or other direction, for example, in terms of high Surface, macroporosity, phase stability or lower Dense, unsatisfactory.  

Bei einem Verfahren zur Bildung von größeren Teilchen aus Aluminiumoxid sollte das geformte Aluminiumoxid nicht nur die Oberflächeneigenschaften, die Porosität und Dichteeigenschaften des Ausgangsaluminiumoxidmaterials beibehalten, sondern auch geringe Schrumpfung und hohen Abriebwiderstand sowie gute Brechfestigkeit haben. Übliche Trägermaterialien mit niedriger Dichte haben gewöhnlich unzureichende Strukturfestigkeit. Wenn sie nicht stabilisiert sind, unterliegen Aluminiumoxidteilchen einer beträchtlichen Schrumpfung und Änderung des geometrischen Volumens, wenn sie während des Gebrauchs hohen Temperaturen ausgesetzt sind. Durch zu starkes Schrumpfen entstehen im Katalysatorbett ungefüllte Kanäle, durch die die Reaktionskomponenten hindurchströmen können, ohne daß sie Kontakt mit dem Katalysator bekommen.In a process for the formation of larger particles Alumina should not only be the shaped alumina the surface properties, porosity and density properties of the starting alumina material, but also low shrinkage and high abrasion resistance and have good crushing strength. Usual carrier materials low density usually have insufficient structural strength. If they are not stabilized, subject Alumina particles of considerable shrinkage and Change in geometric volume when during the Are exposed to high temperatures. By too strong Shrinkage produces unfilled channels in the catalyst bed, through which the reaction components can flow, without getting in contact with the catalyst.

Hoher Abriebwiderstand sichert Strukturbeständigkeit und Beibehaltung der Aktivität unter hohen mechanischen Beanspruchungen. Während des Transportes, des Einfüllens in die Reaktionszone und länger dauernder Benutzung sind Katalysatorteilchen zahlreichen Kollisionen unterworfen, und dadurch entsteht in den äußeren Schichten Materialverlust. Abrieb von katalytisch aktiver Schicht, die in dem äußeren Volumenbereich der Teilchen vorhanden ist, beeinträchtigt die katalytische Leistungsfähigkeit und führt auch dazu, daß das Materialvolumen in der Reaktionszone geringer wird. Volumenverlust durch Schrumpfung und/oder Abrieb bei hochverdichteten eng zusammensitzenden Teilchen in einem Festbettkatalysator kann dazu führen, daß die Teilchen gelockert werden und eine verstärkte Bewegung und mehr Kollisionen durch Vibration möglich werden. Wenn ein fest gepacktes Bett sich erst einmal lockert, nimmt der Abrieb noch zu. Während der Lagerung ist der Katalysator häufig in großen turmartigen Behältern gepackt. Der Katalysator muß, damit er der durch das Gewicht der Teilchen verursachten Kraft zu widerstehen vermag, eine hohe Brechfestigkeit haben.High abrasion resistance ensures structural stability and retention the activity under high mechanical stress. During transport, filling in the reaction zone and prolonged use, catalyst particles are numerous Subjected to collisions, and thereby arises in the outer layers material loss. Attrition of catalytic active layer, which is in the outer volume range of the particles  is present, affects the catalytic performance and also causes the volume of material in the Reaction zone is lower. Volume loss due to shrinkage and / or attrition in high-density close-fitting Particles in a fixed bed catalyst can cause the particles are loosened and an increased movement and more collisions are possible by vibration. When a tightly packed bed loosens, the abrasion decreases still too. During storage, the catalyst is often in packed large tower-like containers. The catalyst must, so that it is the force caused by the weight of the particles to resist, to have a high crushing strength.

Katalysatoren werden zur Umwandlung von umweltverschmutzenden Autoabgasen zu weniger störenden Substanzen verwendet. Als hauptsächlich katalytisch wirksame Komponenten kann man Edelmetalle einsetzen oder in kleinen Mengen zur Beschleunigung der Aktivitä der Basismetallsysteme zugeben. In den US-PS 31 89 563 und 39 32 309 sind Edelmetallkatalysatoren zur Steuerung der Autoabgasemission beschrieben. Die US-PS 34 55 843 kann als Beispiel für einen Basismetallkatalysator, der mit Edelmetall als Promotor ausgebildet ist, dienen. Nicht beschleunigte Basismetallkatalysatoren sind beispielsweise in der US-PS 33 22 491 offenbart. Catalysts are used to convert polluting Car exhaust used to less disturbing substances. When Mainly catalytically active components can be precious metals use or in small quantities for acceleration the activity of the base metal systems admit. In the US PS 31 89 563 and 39 32 309 are noble metal catalysts for Control of car exhaust emission described. The US PS 34 55 843 may serve as an example of a base metal catalyst, which is formed with noble metal as a promoter serve. Not For example, accelerated base metal catalysts are disclosed in US-PS 33 22 491.  

Ein allgemein üblicher Nachteil von Abgaskatalysatoren ist ihre abnehmende Aktivität bei hohen Temperaturen, mechanischer Vibration und Vergiftung durch im Abgas vorhandenes Blei, Phosphor und Schwefelverbindungen nach längerer Gebrauchsdauer in einer Größenordnung von etwa 80 000 Kilometer. Ein wirksamer Katalysator sollte seine Aktivität gegen Vergiftung, Änderung der kristallinen Phase und Strukturabbau durch Widerstand gegen Edelmetallkristallitwachstum beibehalten.A common disadvantage of catalytic converters is their decreasing activity at high temperatures, mechanical Vibration and poisoning by lead present in the exhaust gas, Phosphorus and sulfur compounds after prolonged service life in the order of about 80,000 kilometers. An effective one Catalyst should be active against poisoning, Change of the crystalline phase and structure degradation by resistance retained against noble metal crystallite growth.

Ein optimaler für hohe Temperaturen ausgelegter Aluminiumoxid- Katalysatorträger sollte möglichst niedrige Dichte und hohe Porosität haben und gleichzeitig seine Oberfläche im wesentlichen beibehalten und gute Eigenschaften und Abriebwiderstand aufweisen. Er sollte darüber hinaus hinsichtlich seiner kristallinen Phasen und seines geometrischen Volumens beständig sein. Es bestehen Schwierigkeiten, eine geeignete Kombination dieser sich zum Teil widersprechenden Eigenschaften zu erreichen und ein Aluminiumträgermaterial so zu imprägnieren, daß ein Katalysator entsteht, der die Fähigkeit hat, Autoabgasemissionen so weit zu entgiften, wie es die derzeit vorliegenden amtlichen Bestimmungen vorschreiben. An optimal high-temperature alumina Catalyst support should be as low density and high Have porosity and at the same time its surface substantially maintain and good properties and abrasion resistance respectively. He should also be considering his crystalline phases and its geometric volume resistant his. There are difficulties, a suitable combination to achieve these partly conflicting properties and so impregnating an aluminum support material, that creates a catalyst that has the ability has to detoxify car exhaust emissions as much as it currently has prescribe existing official regulations.  

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, ein als Katalysatorträger geeignetes Material zu finden, das die Nachteile der Katalysatorträger des Standes der Technik vermeidet bzw. den oben dargelegten anzustrebenden Eigenschaften näher kommt als diese.The invention therefore an object of the invention find material suitable as a catalyst support, that the disadvantages of the catalyst carrier of the state the technique avoids or the above stated aspired properties closer than these.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein kristallines α-Aluminiumoxidmonohydrat der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es eine mikrokristalline Böhmit-Pseudoböhmit-Zwischenform mit einem [020]-d-Netzebenenabstand von 6,2 bis 6,5 Å und einer halben maximalen Intensitätsbreite des [020]-Röntgenbeugungsmaximums zwischen 1,65 bis 1,85 Å ist und daß es nach einer einstündigen thermischen Behandlung bei 1010°C das Röntgenbeugungsspektrum von R-Aluminiumoxid und ein Porenvolumen der Poren mit einem Durchmesser von 10 bis 600 Å von 0,60 bis 0,75 cm³/g aufweist.To achieve this object, a crystalline α alumina monohydrate of the type mentioned is suggested, which is characterized in that it has a microcrystalline boehmite pseudoboehmite intermediate form with a [020] - d -Netzebenenabstand of 6.2 to 6.5 Å and a and that after a one-hour thermal treatment at 1010 ° C, the X-ray diffraction spectrum of R- alumina and a pore volume of the pores having a diameter of 10 to 600 Å from 0.60 to 0.75 cc / g.

Gegenstand der Erfindung ist ferner das Verfahren gemäß Patentanspruch 2 zur Herstellung des erfindungsgemäßen α-Aluminiumoxidmonohydrats und dessen Verwendung zur Herstellung von Automobilabgaskatalysatoren gemäß Anspruch 3.The invention further provides the process according to claim 2 for the production of the α- alumina monohydrate according to the invention and its use for the production of automotive exhaust catalysts according to claim 3.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist reproduzierbar und führt zu kristallinem α-Aluminiumoxidmonohydrat, aus dem Verfahrensverunreinigungen durch Auswaschen mit Wasser und Filtrieren leicht entfernt werden können. Infolge der Steuerung der Temperatur, der Reaktionszeit, der Zugabegeschwindigkeit, der Konzentrationen und der pH-Werte wird ein α-Aluminiumoxidmonohydrat gewonnen, das eine im wesentlichen reine mikrokristalline Pseudoböhmit- Böhmit-Zwischenformstruktur aufweist und in dem etwa 70 bis 85 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an vorhandenem Al₂O₃, in kristalliner Form vorliegen. The process according to the invention is reproducible and results in crystalline α- alumina monohydrate, from which process impurities can be easily removed by washing with water and filtering. As a result of the control of temperature, reaction time, rate of addition, concentrations and pH values, an α- alumina monohydrate is obtained which has a substantially pure pseudoboehmite-boehmite microcrystalline intermediate structure and in which about 70 to 85% by weight, based on the total amount of existing Al₂O₃, in crystalline form.

Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Aluminiumoxidmonohydrats umfaßt fünf Phasen. In der Phase I erfolgt die Bildung von Böhmit-Impfkristallen bei sauren pH-Werten in sehr verdünnten wäßrigen Medien; diese Phase wird als Keimbildungsphase bezeichnet.The process for the preparation of the inventive Alumina monohydrate comprises five phases. In Phase I is the formation of boehmite seed crystals at acidic pHs in very dilute aqueous Media; this phase is called the nucleation phase.

In der Phase II, die die Hauptphase ist, erfolgt die Ausfällung und Kristallisation von Aluminiumoxid bei einem pH-Wert von 7 bis 8. Während dieser Phase wachsen Kristallite von Böhmit oder Pseudoböhmit von dem wäßrigen ausgefällten Aluminiumoxid auf die Impfkristalle auf. Die Phase II wird als Ausfällungs- und Kristallitwachstumphase bezeichnet.In phase II, which is the main phase, precipitation occurs and crystallization of alumina at a pH of 7 to 8. During this phase crystallites grow boehmite or pseudoboehmite precipitated from the aqueous Alumina on the seed crystals. The phase II will referred to as precipitation and crystallite growth phase.

In der Phase III wird der pH-Wert des Systems durch Zugabe einer alkalischen Lösung geändert und damit die elektrische Oberflächenladung auf der Aluminiumoxidausfällung reduziert. Während dieser Phase nimmt die positive Aufladung der Aluminiumoxidteilchen allmählich ab, bis sie bei einem pH-Wert von 9,4 bis 9,6 im wesentlichen null wird. In diesem Zustand gilt die Aluminiumoxidausfällung als isoelektrisch. Dies ist der Punkt im pH-Bereich, an dem die Oberfläche praktisch keinerlei elektrische Ladung zeigt. Aus diesem Grunde bezeichnet man die Phase III auch als Reduktionsphase für die elektrische Aufladung der Oberfläche. In phase III, the pH of the system is increased by addition changed an alkaline solution and thus the electrical Reduced surface charge on the alumina precipitation. During this phase, the positive charge of the Gradually remove alumina particles until they are at a pH from 9.4 to 9.6 becomes substantially zero. In this condition the alumina precipitation is considered to be isoelectric. This is the point in the pH range where the surface is practical shows no electrical charge. For this reason, called the Phase III as a reduction phase for the electrical charging of the surface.  

In der Phase IV erfolgt vorteilhaft die Alterung des Systems während einer vorbestimmten Zeitspanne, und in der Phase V wird die resultierende Aufschlämmung filtriert und gewaschen und unerwünschte Elektrolyte und Verunreinigungen entfernt.In phase IV, the aging of the system takes place advantageously during a predetermined period of time, and in the phase V the resulting slurry is filtered and washed and unwanted electrolytes and impurities removed.

Vorteilhaft wird in einer letzten Verfahrensstufe der gewaschene Filterkuchen zu einem pulverförmigen Material getrocknet. Dies kann mit oder ohne Einarbeitung spezieller Additive, die zur Verminderung der Adsorption von Verunreinigungen vorgesehen sein können, geschehen.Advantageously, the washed in a last stage of the process Filter cake dried to a powdery material. This can be used with or without incorporation of special additives that are used to Reduction of the adsorption of impurities provided can happen.

Die Reaktionskomponenten, die man zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benutzt, sind wasserlösliche Aluminiumsalze, wie Aluminiumsulfat, Aluminiumnitrat und Aluminiumchlorid, und ein Alkalialuminat, wie Natriumaluminat und Kaliumaluminat. Bei speziellen Ausführungsformen setzt man als Reaktionskomponenten aus Kostengründen, weil sie leicht erhältlich sind und weil sie die gewünschten Eigenschaften bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens haben, Aluminiumsulfat und Natriumaluminat ein. Man verwendet die Reaktionskomponenten in Form von wäßrigen Lösungen. Das Aluminiumsulfat setzt man bevorzugt in hohen Konzentrationen von etwa 6 bis etwa 8 Gew.-% an Al₂O₃-Äquivalenten ein. The reaction components which are used to carry out the inventive Used are water-soluble aluminum salts, such as aluminum sulfate, aluminum nitrate and aluminum chloride, and an alkali aluminate such as sodium aluminate and Potassium. In specific embodiments if one sets as reaction components for cost reasons, because they are easily available and because they are the ones you want Properties in carrying out the method according to the invention have aluminum sulfate and sodium aluminate. you uses the reaction components in the form of aqueous Solutions. The aluminum sulfate is preferably used in high concentrations of about 6 to about 8 wt .-% of Al₂O₃ equivalents.  

Als Natriumaluminatlösung sollte vorteilhaft eine relativ frisch zubereitete Lösung benutzt werden, in der keinerlei Ausfällung oder ungelöstes Aluminiumoxid vorhanden ist. Man kann Natriumaluminat durch seine Reinheit und seine Konzentration an Aluminiumoxid-Äquivalenten charakterisieren. Diese äquivalenten Al₂O₃-Konzentration beträgt 18 bis 22 Gew.-%.As a sodium aluminate solution should advantageously a relative freshly prepared solution can be used in the no Precipitation or undissolved alumina is present. you can sodium aluminate by its purity and its concentration to characterize alumina equivalents. These equivalent Al₂O₃ concentration is 18 to 22 wt .-%.

Darüber hinaus sollte der Alkaligehalt, beispielsweise als Na₂O-Äquivalente, so ausreichend hoch sein, daß das Aluminiumoxid sicher vollständig in Lösung gebracht wird. Das Natriumaluminat sollte ein Na₂O zu Al₂O₃-Molverhältnis von mehr als etwa 1,2, vorzugsweise mehr als etwa 1,35, aufweisen. Natürlich sollte aus wirtschaftlichen und praktischen Gründen die Obergrenze des Molverhältnisses nicht zu hoch liegen; für eine wirtschaftlich arbeitende praktische Verfahrensführung wird man daher das Molverhältnis nicht höher als etwa 1,5 wählen. Verunreinigungen, ein nicht ausreichend hoher Alkaligehalt und zu hohe Verdünnungen bewirken, daß das Natriumaluminat instabil wird.In addition, the should Alkaline content, for example as Na₂O equivalents, so sufficient be high, that the alumina completely safe is brought into solution. The sodium aluminate should be a Na₂O to Al₂O₃ molar ratio of more than about 1.2, preferably more as about 1.35. Of course, should be economic and practical reasons, the upper limit of the molar ratio not too high; for an economically working practical Process control will therefore not the molar ratio higher than about 1.5. Impurities, one not sufficient cause high alkali content and too high dilutions, that the sodium aluminate becomes unstable.

Vor Beginn des Verfahrens werden die Reaktionslösungen auf eine Temperatur zwischen 54 und 72°C, vorzugsweise auf etwa 60°C erhitzt. Man beginnt die Reaktion mit der Keimbildungsphase, in der eine erste Füllung von entionisiertem Wasser in einen geeigneten Reaktionsbehälter gegeben wird. Das Wasser wird gerührt und auf eine Temperatur von 60 bis 77°C erhitzt. Im allgemeinen liegt die Temperatur der Füllung bei einem Wert von etwa 1,5 bis 3°C unterhalb der Endtemperatur, bis zu der die Reaktion geführt werden soll.Before the start of the process, the reaction solutions on a temperature between 54 and 72 ° C, preferably heated to about 60 ° C. The reaction is started with the nucleation phase, in the first filling of deionized Water is added to a suitable reaction vessel. The water is stirred and heated to a temperature of 60 to  Heated to 77 ° C. In general, the temperature is the Fill at a value of about 1.5 to 3 ° C below the Final temperature up to which the reaction is to be conducted.

Eine erste Charge von Aluminiumsulfat wird in einer so ausreichend kleinen Menge dem Wasser zugesetzt, daß der pH-Wert des Gemisches auf einen Wert zwischen 2 und 5, vorzugsweise zwischen etwa 3 und etwa 4 eingestellt wird. Zu diesem Zeitpunkt sollte die Konzentration an Aluminiumoxidäquivalenten in dem Gemisch etwa 0,1 Gew.-%, vorzugsweise etwa 0,05 Gew.-% nicht übersteigen. Wenn man in dieser Weise sehr niedrige Konzentration, niedrigen pH-Wert und hohe Temperatur kombiniert, erreicht man im Ergebnis die partielle Hydrolyse des Aluminiumsulfats und die gleichzeitige Ausbildung von extrem kleinen Böhmit-Kristalliten. Dieser Keimbildungsvorgang läuft sehr rasch ab, und der Beginn der Phase II setzt alsbald nach der ersten Zugabe von Aluminiumsulfat ein. Es ist jedoch vorteilhaft, bis zu 10 Minuten, vorzugsweise etwa 5 Minuten, abzuwarten, damit sichergestellt ist, daß die Keimbildungsphase ordnungsgemäß abgelaufen ist und das System mit einer ausreichenden Menge an Impfkristallen versorgt ist.A first batch of aluminum sulfate will be sufficient in one small amount of water added to the pH of the mixture to a value between 2 and 5, preferably between about 3 and about 4 is set. To This time should be the concentration of alumina equivalents in the mixture about 0.1 wt .-%, preferably about 0.05 wt .-% does not exceed. If you are that way very much low concentration, low pH and high temperature combined, the result is partial hydrolysis of aluminum sulfate and the simultaneous formation of extremely small boehmite crystallites. This nucleation process is going very quickly, and the beginning of Phase II is set soon after the first addition of aluminum sulfate. However, it is advantageous, up to 10 minutes, preferably about 5 minutes, wait to be sure that the nucleation phase has properly expired and the system with a sufficient amount of seed crystals is supplied.

Die zweite Phase des Verfahrens führt man so aus, daß man dem Gemisch aus der Wasserfüllung und den darin enthaltenen Impfkristallen gleichzeitig die Natriumaluminat- und die Aluminiumsulfat- Reaktionskomponenten zusetzt. Die Lösungen werden gleichzeitig in Form von getrennten Strömen mit festgesetzten und im wesentlichen konstanten Zusatzgeschwindigkeiten in den Reaktor eingeleitet; dabei entsteht die Aluminiumoxidausfällung und bildet eine Aluminiumoxidaufschlämmung. Da die Reaktion bei einem pH-Wert zwischen 7 und 8 durchgeführt werden muß, wird zweckmäßig die Zugabegeschwindigkeit einer der beiden Reaktionskomponenten während des Verfahrensablaufes so gesteuert, daß der gewünschte pH-Bereich der Aufschlämmung schnell erreicht wird.The second phase of the process is carried out so that the Mixture of the water filling and the seeds contained therein simultaneously the sodium aluminate and the aluminum sulphate  Adds reaction components. The solutions will be simultaneous in the form of separate streams with fixed and essentially constant additional speeds in the Reactor initiated; This produces the alumina precipitation and forms an alumina slurry. Because the reaction at a pH between 7 and 8 are performed must, is the rate of addition of one of the two expediently Reaction components during the process so controlled, that the desired pH range of the slurry is reached quickly becomes.

Während dieser Phase steigt der pH-Wert rasch von 2 bis 5 auf 7 bis 8 an. In dem Maße, wie die Reaktionskomponenten der anfänglichen Füllung zugegeben werden, steigt die Aluminiumoxidkonzentration in der resultierenden Aufschlämmung allmählich an. Unter den spezifizierten Bedingungen neigt die Aluminiumoxidausfällung dazu, in kristallines Aluminiumoxid einer Böhmit-Pseudoböhmit-Zwischenform zu kristallisieren. Wenn die Ausfällungsgeschwindigkeit die Kristallisationsgeschwindigkeit bei den speziell eingesetzten Bedingungen übersteigt, verbleibt in der Ausfällung überschüssiges wasserhaltiges Aluminiumoxid als Aluminiumoxidgel. Das erfindungsgemäß hergestellte Aluminiumoxid zeichnet sich durch ein Gleichgewicht zwischen der Menge an kristalliner Böhmit-Pseudoböhmit- Zwischenform und der Menge an Gel. Dazu ist erforderlich, daß die Ausfällungsgeschwindigkeit, die von der Zugabegeschwindigkeit der Reaktionskomponenten abhängig ist, die Kristallisationsgeschwindigkeit des wasserhaltigen Aluminiumoxids zu Böhmit- Pseudoböhmit-Zwischenform um eine bestimmte eingestellte Menge übersteigt. Der pH-Wert und die Temperatur der Aufschlämmung und die Zusatzgeschwindigkeiten der Reaktionskomponenten werden während der Ausfällung so gehalten, daß sich eine kristalline Böhmit-Pseudoböhmit- Zwischenform bildet. Da die Kristallisationsgeschwindigkeit in erster Linie durch die Temperatur des Systems festgelegt ist, variieren die Zusatzgeschwindigkeiten der Reaktionskomponenten je nach spezieller Temperatur, bei der die Reaktion durchgeführt wird. Bei niedrig liegenden Arbeitstemperaturen ist die Kristallisationsgeschwindigkeit relativ langsam und infolgedessen sollte die Zugabe der Reaktionskomponenten mit einer langsamen Geschwindigkeit erfolgen.During this phase, the pH rapidly increases from 2 to 5 to 7 to 8. To the extent that the reaction components added to the initial filling increases the alumina concentration in the resulting slurry gradually. Under the specified conditions, the Aluminiumoxidausfällung to, in crystalline alumina crystallize a boehmite pseudo-boehmite intermediate form. If the precipitation rate the crystallization rate exceeds the specified conditions, remains in the precipitate excess hydrous Alumina as alumina gel. The inventively prepared Alumina is characterized by a balance between the amount of crystalline boehmite pseudoboehmite Intermediate form and the amount of gel. This requires that  the precipitation rate, that of the rate of addition depends on the reaction components, the rate of crystallization of hydrous alumina to boehmite Pseudoboehmite intermediate form by a certain set amount exceeds. The pH and temperature of the slurry and the Additional rates of the reaction components are during the precipitate is held so that a crystalline boehmite Pseudoböhmit- Forms intermediate form. As the crystallization rate primarily determined by the temperature of the system is, the additional rates of the reaction components vary depending on the specific temperature at which the reaction is carried out. At low operating temperatures the rate of crystallization is relatively slow and As a result, the addition of the reaction components with a slow speed.

Beispielsweise liegt die Zusatzgeschwindigkeit in der Phase II bei Temperaturen im Bereich von 60 bis etwa 65°C über 60 Minuten und beträgt vorzugsweise mehr als 70 Minuten.For example, the additional speed is in phase II at temperatures in the range of 60 to about 65 ° C for 60 minutes and is preferably more than 70 minutes.

Andererseits kann, wenn im oberen Bereich der Reaktionstemperatur gearbeitet wird, beispielsweise bei etwa 75 bis 85°C, die Zugabegeschwindigkeit erheblich gesteigert werden, so daß die Phase II in kürzeren Zeiten, beispielsweise in etwa 15 bis etwa 30 Minuten durchgeführt werden kann. Bei einer bevorzugten Ausfällungsreaktion liegt die Temperatur zwischen etwa 65 und 77°C und die Ausfällungsgeschwindigkeit sollte so eingestellt sein, daß sich die Reaktion innerhalb einer Zeitspanne von etwa 30 bis 70 Minuten, vorzugsweise innerhalb 40 bis 60 Minuten durchführen läßt.On the other hand, if in the upper region of the reaction temperature is working, for example at about 75 up to 85 ° C, the rate of addition significantly increased be so that the phase II in shorter times, for example in about 15 to about 30 minutes can be performed. at  a preferred precipitation reaction is the temperature between about 65 and 77 ° C and the precipitation rate should be adjusted so that the reaction within a period of about 30 to 70 minutes, preferably within 40 to 60 minutes.

In einer speziellen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Reaktion bei 68,5 bis 74°C durchgeführt, und dabei werden die Reaktionskomponenten über eine Zeitspanne von etwa 48 bis 52 Minuten mit im wesentlichen konstanter Zuflußgeschwindigkeit während der gesamten Ausfällungsphase zugegeben und der relative Zufluß wird, sofern erforderlich, so eingestellt, daß programmierte pH-Werte wie folgt erreicht werden:In a specific embodiment of the invention Process is carried out at 68.5 to 74 ° C, and thereby the reaction components over a period of time from about 48 to 52 minutes with substantially constant Feed rate throughout the precipitation phase added and the relative inflow will, if necessary, adjusted so that programmed pH values are reached as follows become:

Zeit in Minuten vom Beginn der Phase II anTime in minutes from the beginning of Phase II pH-Bereich der AufschlämmungpH range of the slurry 5±25 ± 2 7,0-7,47.0-7.4 10±210 ± 2 7,2-7,57.2-7.5 20±220 ± 2 7,3-7,57.3-7.5 50±250 ± 2 7,35-7,457.35-7.45

Im allgemeinen wird, da die Reaktion exotherm ist, eine ausreichende Wärmemenge frei, um die Temperatur auf der gewünschten Höhe zu halten, vorausgesetzt, daß die Wasserfüllung und die Reaktionskomponenten, wie beschrieben, vorerwärmt werden. Wenn es Schwierigkeiten gibt, die gewünschte Temperatur aufrechtzuerhalten, kann durch äußere Kühlung oder Erwärmung die erforderliche Temperatursteuerung vorgenommen werden. Die Durchführung der Ausfällungsreaktion unter den zuvor beschriebenen Bedingungen sichert die Bildung einer solchen Aluminiumoxidausfällung, die das gewünschte Gleichgewicht zwischen kristallinem α-Aluminiumoxidmonohydrat (Böhmit-Pseudoböhmit-Zwischenform) und Gel aufweist.In general, since the reaction is exothermic, sufficient heat will be released to maintain the temperature at the desired level provided that the water fill and reaction components are preheated as described. If there is difficulty maintaining the desired temperature, external cooling or heating can provide the necessary temperature control. Conducting the precipitation reaction under the conditions described above ensures the formation of such an alumina precipitate having the desired balance between crystalline α- alumina monohydrate (boehmite pseudo-boehmite intermediate form) and gel.

Am Ende der Phase II liegt die Konzentration als Al₂O₃-Äquivalenten der Aufschlämmung im Bereich von 5 bis 9 Gew.-%, vorzugsweise bei etwa 6 bis etwa 8 Gew.-%. Das Materialgleichgewicht zwischen den bis zu diesem Zeitpunkt zugegebenen Reaktionskomponenten sollte so eingestellt sein, daß das Verhältnis von Natrium, angegeben als Mole Na₂O, zu Sulfationen, angegeben als Mole H₂SO₄-Äquivalent, mehr als 0,80, vorzugsweise mehr als 0,88, jedoch weniger als 0,97 ausmacht.At the end of phase II, the concentration is as Al₂O₃ equivalents the slurry in the range of 5 to 9 wt .-%, preferably at about 6 to about 8 wt .-%. The material balance between the reaction components added to this point should be set so that the ratio of sodium, expressed as moles of Na₂O, to sulfate ions as mole H₂SO₄ equivalent, more than 0.80, preferably more 0.88, but less than 0.97.

Nach Beendigung der Phase II, nachdem die gewünschte Menge an Aluminiumoxid ausgefällt ist, wird der Zufluß von Aluminiumsulfat abgestellt. Dann wird die Phase III durchgeführt und die elektrische Ladung an der Oberfläche des ausgefällten Aluminiumoxids von stark positiver Ladung auf null oder möglicherweise bis zu negativer Ladung reduziert. Dies erfolgt in der Weise, daß der pH-Wert von dem am Ende der Phase II vorhandenen Wert von 7 bis 8 auf einen Wert nahe oder etwas oberhalb des isoelektrischen Punktes für Aluminiumoxid, der irgendwo zwischen 9,4 und 9,6 liegt, gebracht wird. Im allgemeinen stellt man den pH-Wert der Aufschlämmung auf 9,5 bis 10,5, vorzugsweise auf etwa 9,6 bis etwa 10,0 ein.After completion of Phase II, after the desired amount of Alumina is precipitated, the inflow of aluminum sulfate off. Then the phase III is carried out and the electric charge on the surface of the precipitated Alumina of strongly positive charge to zero or possibly reduced to negative charge. this happens in such a way that the pH of the at the end of phase II existing value from 7 to 8 close to a value  or slightly above the isoelectric point for alumina, which is somewhere between 9.4 and 9.6, is brought. In general, the pH of the slurry is adjusted 9.5 to 10.5, preferably about 9.6 to about 10.0.

Die pH-Wert-Änderung kann man durch Zugabe von starker Alkalilösung, wie beispielsweise Natriumhydroxid, vornehmen. Aus praktischen Gründen ist es jedoch zweckmäßig, die anfänglich verwendete Natriumaluminat-Reaktionskomponenten-Lösung als alkalische Lösung einzusetzen. Es wird dann, während die pH-Wert- Änderung erfolgt, eine zusätzliche Menge an Aluminiumoxid in die Aufschlämmung eingebracht und damit die Ausbeute verbessert und die Kosten vermindert. Dementsprechend arbeitet man beim erfindungsgemäßen Verfahren in der Phase III vorzugsweise so, daß man weiterhin Natriumaluminat, aber mit verminderter Zusatzgeschwindigkeit, zugibt. Dadurch wird sichergestellt, daß der End-pH-Wert nicht überschritten wird und keine örtliche Überkonzentration an Natriumaluminat erfolgt, durch die unerwünschte Ausfällung von Aluminiumoxid unter hohen pH-Werten und damit die Ausbildung unerwünschter Phasen, wie beispielsweise Bayerit (β-Aluminiumoxid-trihydrat) stattfinden könnten. Während der Phase III wird, wie während der Phasen I und II, die Temperatur der Aufschlämmung aufrechterhalten und es wird ständig gerührt. Das Natriumalumininat wird zunächst kontinuierlich mit langsamer Zugabegeschwindigkeit zugeführt, bis der pH-Wert auf 9,5 bis etwa 10,0 angestiegen ist; danach wird Natriumaluminat diskontinuierlich in dem Maße zugegeben, wie dies notwendig ist, um den End-pH-Wert zu erreichen. Während dieser Phase wird das an der Oberfläche der Aluminiumoxidteilchen fixierte Sulfation in dem Maße frei, wie die positive Ladung der Aluminiumoxidoberfläche zu null hin reduziert oder etwas negativ eingestellt wird. Wenn ein pH-Wert von 9,5 bis 10,5, vorzugsweise ein pH-Wert von etwa 9,6 bis etwa 10,0 erreicht worden ist, wird der Zufluß von Natriumaluminat unterbrochen. Die Phase III kann in einer so kurzen Zeitspanne wie 4 Minuten ablaufen oder sich über einen langen Zeitraum wie 20 Minuten erstrecken. Vorteilhaft führt man sie innerhalb einer Zeitspanne von etwa 6 bis etwa 12 Minuten durch.The pH change can be made by adding a strong alkali solution such as sodium hydroxide. For practical reasons, however, it is expedient to use the initially used sodium aluminate reaction component solution as an alkaline solution. An additional amount of alumina is then added to the slurry as the pH changes, thereby improving yield and reducing costs. Accordingly, the process according to the invention in phase III is preferably carried out by further adding sodium aluminate, but at a reduced rate of addition. This ensures that the final pH is not exceeded and that there is no localized over-concentration of sodium aluminate due to the undesirable precipitation of alumina under high pH and hence the formation of undesirable phases such as bayerite ( β -alumina trihydrate). could take place. During phase III, as during phases I and II, the temperature of the slurry is maintained and stirred constantly. The sodium aluminate is first fed continuously at a slow addition rate until the pH has risen to 9.5 to about 10.0; then sodium aluminate is added discontinuously as necessary to reach the final pH. During this phase, the sulfation fixed to the surface of the alumina particles becomes free as the positive charge of the alumina surface is reduced to zero or slightly negatively adjusted. When a pH of 9.5 to 10.5, preferably a pH of about 9.6 to about 10.0 has been reached, the inflow of sodium aluminate is interrupted. Phase III can be as short as 4 minutes or as long as 20 minutes over a long period of time. Advantageously, they are carried out within a period of about 6 to about 12 minutes.

In der Phase IV kann man, nachdem alle Reaktionskomponenten zugegeben worden sind, die Aufschlämmung mehrere Stunden lang altern. Im allgemeinen altert man etwa 30 Minuten lang. Sofern während der Phase III ein großer Ansatz an Aluminiumoxidaufschlämmung hergestellt worden ist, den man nicht in einem einzigen Ansatz filtrieren kann, sondern kontinuierlich während einer Zeitspanne bearbeiten muß, unterliegt ein Teil des Materials notwendigerweise einer Alterung, während es für die Filtrationsbehandlung bereitgehalten wird. In the phase IV one can, after all reaction components were added, the slurry for several hours aging. Generally aging one for about 30 minutes. If during Phase III large batch of alumina slurry has been prepared, which one can not filter in a single approach, but continuously during a period of time is subject to a part of the material necessarily undergoes aging, while it is kept ready for the filtration treatment.  

Die Aluminiumoxidaufschlämmung wird anschließend filtriert, und dann wird der Filterkuchen gewaschen; auf diese Weise werden unerwünschte Verunreinigungen eliminiert. Als Waschflüssigkeit verwendet man vorteilhaft entionisiertes Wasser; damit lassen sich die wasserlöslichen Verunreinigungen entfernen. Es ist unzweckmäßig, Verunreinigungen wie beispielsweise Calcium, Magnesium, Chlorid, Carbonat oder Bicarbonat enthaltendes Wasser zu verwenden. Jedoch können, je nach dem Endverbrauchszweck für das Aluminiumoxid, einige dieser Verunreinigungen, wie beispielsweise flüchtige Verunreinigungen, toleriert werden. Metallische Verunreinigungen, wie beispielsweise Calcium, Magnesium, Eisen, Silicium und Nickel können dagegen nicht, allenfalls in äußerst geringen Konzentrationen, toleriert werden.The alumina slurry is then filtered, and then the filter cake is washed; in this way become unwanted Impurities eliminated. As a washing liquid it is advantageous to use deionized water; leave it with that remove the water-soluble impurities. It is impractical, impurities such as calcium, Containing magnesium, chloride, carbonate or bicarbonate To use water. However, depending on the end use purpose for the alumina, some of these impurities, such as volatile impurities, are tolerated. Metallic impurities, such as calcium, Magnesium, iron, silicon and nickel can not, at most in extremely low concentrations, be tolerated.

Der Ausdruck "im wesentlichen rein", wie er in der vorliegenden Beschreibung benutzt wird, bezieht sich auf Aluminiumoxid, das einen Gehalt an Verunreinigungen, bezogen auf Trockenbasis, hat, die folgende Obergrenzen nicht übersteigen: Natrium, angegeben als Na₂O, 0,15 Gew.-%, Calcium, angegeben als CaO, 0,15 Gew.-%; Magnesium, angegeben als MgO, 0,15 Gew.-%; Silicium, angegeben als SiO₂, 0,80 Gew.-%; Eisen, angegeben als Fe₂O₃, 0,07 Gew.-%; Nickel, angegeben als NiO, 0,07 Gew.-%. The term "essentially pure," as used in the present Description used refers to Alumina containing impurities on a dry basis, does not exceed the following upper limits: Sodium, expressed as Na₂O, 0.15 wt .-%, calcium, given as CaO, 0.15% by weight; Magnesium, indicated as MgO, 0.15% by weight; Silicon, reported as SiO, 0.80 wt .-%; Iron, given as Fe₂O₃, 0.07 wt .-%; Nickel, indicated as NiO, 0.07 wt .-%.  

Man arbeitet mit entionisiertem Wasser, damit man ein reines Aluminiumoxidprodukt erhält. Das entionisierte Wasser wird üblicherweise erhitzt, wodurch die Entfernung von Elektrolyten erleichtert wird; es kann eine Temperatur von etwa 50 bis 80°C haben. Elektrolyte lassen sich infolge der kristallinen Natur der Ausfällung relativ leicht durch Auswaschen entfernen. Kristallines Material hat eine geringere Tendenz, Verunreinigungen einzuschließen, und das Auswaschen ist infolge der verbesserten Filtrationseigenschaften leichter. Die Menge an entionisiertem Wasser, die man benötigt, um ein Produkt guter Qualität zu erzielen, hängt ab von der speziellen verwendeten Filtrationsapparatur. Im allgemeinen jedoch werden je 0,453 kg an Al₂O₃ (Trockenbasis) in dem Filterkuchen Wassermengen im Bereich von 9 bis 45 kg benutzt. You work with deionized water to make it pure Alumina product. The deionized water becomes usually heated, causing the removal of electrolytes is facilitated; It can reach a temperature of about 50 to 80 ° C have. Electrolytes can be due to the crystalline Nature of precipitation relatively easy to remove by washing. Crystalline material has less tendency to contaminants include, and the washout is due to the improved Filtration properties easier. The amount of deionized water, which is needed to make a product good Achieving quality depends on the specific used Filtration apparatus. In general, however, 0.453 kg each to Al₂O₃ (dry basis) in the filter cake water in the Range from 9 to 45 kg used.  

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Filterkuchen zu einem Aluminiumoxidpulver getrocknet, das ohne daß es sich zersetzt, bequem über längere Zeit gelagert werden kann, bevor es weiter verarbeitet wird. Das Trocknen des Filterkuchens kann auf verschiedene Art erfolgen, beispielsweise auf Horden oder auf dem Transportband. Bei einer besonders vorteilhaften Arbeitsweise gibt man jedoch dem Filterkuchen Wasser zu, um ihn in eine pumpfähige Aufschlämmung zu bringen und bedient sich dann einer Methode, mit der das Wasser schnell wieder entfernt werden kann, beispielsweise der Sprühtrocknung oder Verdampfungstrocknung. In diesen Fällen enthält die pumpfähige Aluminiumoxidaufschlämmung etwa 15 bis etwa 20 Gew.-% an Feststoffen. Die Aufschlämmung wird in feinzerteilten Tröpfchen durch eine Sprühdüse in eine Trockenkammer eingedüst. Die Tröpfchen kommen in Kontakt mit heißen Trocknungsgasen. Beispielsweise kann die Sprühtrockner-Einlaßtemperatur der Trocknungsgase auf etwa 430 bis etwa 370°C eingestellt sein. Die Zuführgeschwindigkeit der Aufschlämmung wird so eingestellt, daß man eine Auslaßtemperatur von mehr als etwa 120°C, die jedoch etwa 200°C nicht übersteigt und zweckmäßig zwischen etwa 150 und etwa 180°C liegt, erreicht. Wenn man unter solchen Arbeitsbedingungen arbeitet, ist sichergestellt, daß die partielle Entfernung des Wassers ohne Zerstörung der kristallinen Struktur des Aluminiumoxids erfolgt. In a preferred embodiment of the invention Process, the filter cake to an alumina powder dried, which, without it decomposes, comfortably over longer Time can be stored before it is processed further. The drying of the filter cake can be done in various ways, for example, on hordes or on the conveyor belt. In a particularly advantageous However, you give the filter cake water to work to bring it into a pumpable slurry and then uses a method with which the water quickly can be removed again, for example, spray drying or evaporation drying. In these cases, the pumpable alumina slurry about 15% to about 20% by weight on solids. The slurry is finely divided Droplets are sprayed through a spray nozzle into a drying chamber. The droplets come into contact with hot drying gases. For example, the spray dryer inlet temperature of the Drying gases may be adjusted to about 430 to about 370 ° C. The feed rate of the slurry is adjusted that an outlet temperature of more than about 120 ° C, however, does not exceed about 200 ° C and expedient between about 150 and about 180 ° C is reached. If you are among such Working conditions, it is ensured that the partial removal of water without destroying the crystalline Structure of the alumina takes place.  

Wenn als Trocknungsgase Öl-Verbrennungsprodukte eingesetzt werden, können diese Gase erhebliche Konzentrationen an Kohlendioxid enthalten. Wenn Kohlendioxid mit der alkalischen Aufschlämmung in Kontakt kommt, wird es absorbiert und kann möglicherweise an der Oberfläche chemisch reagieren. In solchen Fällen enthält dann das Endprodukt geringe Mengen an Kohlendioxid als Verunreinigung. Dieses Kohlendioxid hat jedoch in den meisten folgenden Stufen keine größere Bedeutung. Wenn es jedoch notwendig ist, läßt sich die Kohlendioxidaufnahme dadurch vermindern, daß man die pumpfähige Aufschlämmung mit Spurenmengen von Säure auf einen pH-Wert von 7 oder weniger ansäuert. Dazu verwendet man vorzugsweise thermisch zersetzbare organische Säuren, wie beispielsweise Essigsäure und Ameisensäure. Mineralsäuren können möglicherweise als Verunreinigungen festgehalten werden, und dadurch kann das Verfahren in späteren Verfahrensstufen beeinträchtigt sein. Im Falle des Einsatzes von Salpetersäure werden unerwünschte Umweltverschmutzung verursachende Bestandteile erhalten.If oil combustion products are used as drying gases, These gases can produce significant levels of carbon dioxide contain. When carbon dioxide with the alkaline Slurry comes into contact, it is absorbed and can possibly chemically react on the surface. In such Cases then contains the final product small amounts of carbon dioxide as an impurity. However, this carbon dioxide has in In most of the following stages no greater importance. If it However, it is necessary, the carbon dioxide uptake can be by reducing the pumpable slurry with Trace amounts of acid to a pH of 7 or less acidified. For this one uses preferably thermally decomposable organic acids such as acetic acid and formic acid. Mineral acids may possibly be considered impurities be held, and thereby the process can be used later Process steps to be impaired. In the case of the use of nitric acid become unwanted Pollution causing components received.

Während des Sprühtrocknens kann, je nach den speziellen Arbeitsbedingungen, eine Teilmenge des Gelanteils in der Ausfällung zu Böhmit-Pseudoböhmit-Zwischenform kristallisieren. Das sprühgetrocknete Produkt ist nicht vollständig trocken sondern enthält noch einen bestimmten Wasseranteil. Im allgemeinen befindet sich in dem sprühgetrockneten Produkt weniger als etwa 18 Gew.-% Wasser; der Wasseranteil kann jedoch bis zu etwa 33 Gew.-% ansteigen. Vorteilhaft sollte der Wassergehalt zwischen etwa 20 und etwa 28 Gew.-% liegen.During spray drying, depending on the specific working conditions, a subset of the gel fraction in the precipitate crystallize to boehmite pseudo-boehmite intermediate form. The spray-dried Product is not completely dry but contains still a certain amount of water. Generally located less than about 18% by weight in the spray dried product.  Water; however, the amount of water may increase up to about 33% by weight. Advantageously, the water content should be between about 20 and about 28 wt .-% are.

Das erfindungsgemäß verwendete Aluminiumoxid ist ein Aluminiumoxidmaterial, das Al₂O₃, Hydratationswasser und anhängendes Wasser enthält. Der Trocknungsgrad des Aluminiumoxids kann in Form des darin vorhandenen Gewichtsprozent- Anteils an Al₂O₃ angegeben werden. Es wird davon ausgegangen, das 100% Al₂O₃ hergestellt werden, wenn drei Stunden lang bei 650°C getrocknet worden ist.The alumina used in the invention is an alumina material, the Al₂O₃, water of hydration and Anhängendes Contains water. The degree of dryness of the Aluminum oxide may be present in the form of the weight percentages Proportion of Al₂O₃ be specified. It is assumed, the 100% Al₂O₃ are produced when three hours long at 650 ° C has been dried.

Das partiell getrocknete wasserhaltige Aluminiumoxid, das durch die gesteuerte Reaktion von Natriumaluminat und Aluminiumsulfat entsteht, ist eine Zwischenform zwischen Böhmit und Pseudoböhmit. Bei dieser Form des Aluminiumoxids handelt es sich um α-Aluminiumoxid- monohydrat mit zusätzlichen in der Kristallstruktur eingeschlossenen Wassermolekülen; es entspricht der Formel Al₂O₃ · x H₂O, worin x größer als 1 und kleiner als 2 ist. Die Böhmit-Pseudoböhmit-Struktur des Produktes, einschließlich der Kristallstruktur, des Kristallisationsgrads und der durchschnittlichen Größe der einzelnen Kristallite läßt sich durch Röntgenbeugungsunterbrechung bestimmen.The partially dried hydrous aluminum oxide formed by the controlled reaction of sodium aluminate and aluminum sulfate is an intermediate between boehmite and pseudoboehmite. This form of alumina is α- alumina monohydrate with additional water molecules trapped in the crystal structure; it corresponds to the formula Al₂O₃ · x H₂O, wherein x is greater than 1 and less than 2. The boehmite pseudo-boehmite structure of the product, including the crystal structure, the degree of crystallization and the average size of the individual crystallites can be determined by X-ray diffraction interruption.

Pseudoböhmit wird beschrieben von Papee, Tertian und Biais in deren Arbeit "Recherches su la Constitution des Gels et des Hydrates Cristallises d′Alumine", veröffentlicht im Bulletin de la Societe Chimique de France 1958, Seiten 1301-1310.Pseudoboehmite is described by Papee, Tertian and Biais in whose work "Research on the Constitution of the Gels et des  Hydrates Cristallises d'Alumine ", published in Bulletin de la Societe Chimique de France 1958, pages 1301-1310.

Böhmit ist ein seit vielen Jahren bekanntes, gut definiertes Mineral, dessen kristalline Struktur und Röntgenbeugungsbild bekannt sind (vgl. ASTM-Karte Nr. 5-0190).Boehmite is well-defined and well-known for many years Mineral, its crystalline structure and X-ray diffraction pattern are known (see ASTM Card No. 5-0190).

Sonstige für das erfindungsgemäße Produkt charakteristische Eigenschaften sind: Sein Verhalten bei Alterung unter alkalischen Bedingungen; seine Fähigkeit, Anionen, wie Sulfate, bei verschiedenen pH-Werten chemisch zu absorbieren; seine kristalline Natur und Stabilität nach Behandlungen unter starker Wärmeeinwirkung; und die hohe Temperaturstabilität seiner Oberfläche, Porenvolumen und Porengrößenverteilung.Other characteristic of the product according to the invention Properties are: Its behavior in case of aging under alkaline Conditions; its ability to produce anions, such as sulfates, chemically absorb at different pH's; his crystalline nature and stability after treatments under strong Heat; and the high temperature stability of its surface, Pore volume and pore size distribution.

Alle zuvor genannten Eigenschaften basieren auf dem besonderen Gleichgewicht zwischen der kristallinen Komponente und der amorphen Gelkomponente in dem Produkt, sowie dessen hervorragende chemische Gesamtreinheit. All the above properties are based on the particular Balance between the crystalline component and the amorphous gel component in the product, as well as its excellent overall chemical purity.  

Die Prüfung des Kristallinitätsgrads erfolgt durch Röntgenbeugungsaufnahmen. Die Aufnahmen werden mit den in der ASTM-Karte Nr. 5-0190 für Böhmit angegebenen Daten verglichen. Wenn alle Beugungsmaxima zur Deckung kommen, ist dies ein Zeichen dafür, daß es sich bei dem Produkt um Böhmit handelt. Wenn jedoch der [020]-d-Netzebenenabstand auf 6,6 bis 6,7 Å verschoben ist, während die übrigen Maxima im wesentlichen unverändert geblieben sind, ist dies ein Zeichen dafür, daß Pseudoböhmit vorliegt. Zwischenwerte von 6,2 bis 6,5 Å zeigen an, daß es sich bei dem Material um eine Zwischenform handelt. Durch Vergleich der Fläche unterhalb des [020]-Maximums mit der entsprechenden Fläche im Röntgenbeugungsspektrum eines Materials mit bekanntermaßen hohem Anteil an Böhmit, das als "100% Böhmit" definiert wird, läßt sich darüber hinaus der Kristallinitätsgrad des untersuchten Materials ermitteln. The degree of crystallinity is checked by X-ray diffraction. The images are compared with the data given in the ASTM chart no. 5-0190 for boehmite. If all the diffraction maxima coincide, this is an indication that the product is boehmite. However, if the [020] -d grid level spacing is shifted from 6.6 to 6.7 Å, while the remaining maxima have remained substantially unchanged, this is an indication that pseudo-boehmite is present. Intermediate values of 6.2 to 6.5 Å indicate that the material is an intermediate form. By comparing the area below the [020] maximum with the corresponding area in the X-ray diffraction spectrum of a material with a known high content of boehmite, which is defined as "100% boehmite", the degree of crystallinity of the examined material can be determined beyond that.

Für ein spezielles Beugungsmaximum ist die durchschnittliche Kristallitgröße umgekehrt proportional der Breite des Maximums bei der Hälfte dessen maximaler Intensität. Relativmessungen können ganz einfach so durchgeführt werden, daß man die Breite bei halber maximaler Intensität des [020]-Beugungsmaximums ausmißt. Große Werte der Breite entsprechen kleinen Kristallitgrößen, während geringe Werte der Breite großen Kristallitgrößen entsprechen. Beispielsweise ergibt 100% kristallines α-Aluminiumoxid-monohydrat, das man durch Dehydratation gut definierter großer Kristalle von α-Aluminiumoxidtrihydrat erhalten hat, sehr kleine und enge Beugungsmaxima. In diesem Material erscheint die [020]-Reflexion bei 6,1 Å, ein Anzeichen dafür, daß es sich bei dem Produkt um Böhmit und nicht um Pseudoböhmit handelt, und die Breite bei halber maximaler Intensität beträgt nur etwa 0,2 Å, ein Zeichen für das Vorhandensein von großen Kristalliten.For a particular diffraction peak, the average crystallite size is inversely proportional to the width of the maximum at half its maximum intensity. Relative measurements can easily be made by measuring the width at half maximum intensity of the [020] diffraction maximum. Large values of width correspond to small crystallite sizes, while small values of width correspond to large crystallite sizes. For example, 100% crystalline α- alumina monohydrate obtained by dehydration of well-defined large crystals of α- alumina trihydrate gives very small and narrow diffraction peaks. In this material, the [020] reflection appears at 6.1 Å, an indication that the product is boehmite rather than pseudo-boehmite, and the half maximum intensity width is only about 0.2 Å Sign of the presence of large crystallites.

Im Gegensatz dazu befindet sich, wenn es sich um mikrokristallinen Pseudoböhmit handelt, das [020]-Maximum bei Werten im Bereich von 6,6 bis 6,7 Å. Dieses Material zeigt breitere Maxima mit Werten für die halbe maximale Intensität von 2 Å oder mehr. In contrast, when it comes to microcrystalline Pseudoboehmite, the [020] maximum at values in the range from 6.6 to 6.7 Å. This material shows wider maxima Values for the half maximum intensity of 2 Å or more.  

Das erfindungsgemäße Produkt ergibt eine Böhmit-Pseudoböhmit- Zwischenformstruktur, die charakterisiert ist durch einen [020]-d-Netzebenenabstand im Bereich von 6,2 bis 6,5 Å, vorzugsweise bei etwa 6,3 bis etwa 6,4 Å. Die halbe maximale Intensitätsbreite des [020]-Maximums liegt zwischen 1,65 bis 1,85 Å, vorzugsweise bei etwa 1,75 bis etwa 1,80 Å. Dies zeigt eine kleine Kristallitgröße an, das heißt eine Kristallitgröße, die der kleinen Größe von Pseudoböhmit näher kommt als der großen Größe von Böhmit. Die Kristallitgröße ist ein Faktor, der die Mikroporosität des aus dem neuen kristallinen Aluminiumoxid gebildeten Trägermaterials und somit das Verhalten des Katalysators mitbestimmt.The product according to the invention results in a boehmite pseudoboehmite intermediate molded structure which is characterized by a [020] - d -Netzebenenabstand in the range of 6.2 to 6.5 Å, preferably about 6.3 to about 6.4 Å. The half maximal intensity width of the [020] maximum is between 1.65 to 1.85 Å, preferably about 1.75 to about 1.80 Å. This indicates a small crystallite size, that is, a crystallite size closer to the small size of pseudoboehmite than the large size of boehmite. The crystallite size is a factor that determines the microporosity of the support material formed from the new crystalline alumina and thus the behavior of the catalyst.

Ausgedrückt als relative Kristallinität liegen in dem erfindungsgemäßen Produkt etwa 70 bis etwa 85 Gew.-% der Gesamtmenge an Al₂O₃ in kristalliner Form vor. Das erfindungsgemäße Böhmit- Pseudoböhmit-Produkt ist charakterisiert durch hohe kristalline Reinheit, kleine Kristallitgrößen, das heißt Mikrokristallinität, und einen hohen relativen Kristallinitätsgehalt. Hinsichtlich dieser Eigenschaften ist das erfindungsgemäße Produkt einmalig und dies ist bedingt durch die Herstellungsbedingungen, mit denen sich ein hohes Verhältnis von kristallinem Material zu amorphen Gel fertigen läßt. Dadurch unterscheiden sich erfindungsgemäße Produkte von den bisher bekannten Materialien, in denen der Anteil an amorphen Gel im Produkt entweder sehr hoch oder überhaupt nicht vorhanden ist, wie beispielsweise bei Böhmit.Expressed as relative crystallinity are in the inventive Product about 70 to about 85 wt .-% of the total amount Al₂O₃ in crystalline form. The boehmite Pseudoboehmite product is characterized by high crystalline Purity, small crystallite sizes, that is microcrystallinity, and a high relative crystallinity content. Regarding These properties make the product according to the invention unique and this is due to the manufacturing conditions, with which is a high ratio of crystalline material to  amorphous gel made. As a result, the invention differ Products from the previously known materials, in the proportion of amorphous gel in the product is either very high or not at all, such as at Boehmite.

Die Art des Gleichgewichts zwischen kristallinen und amorphen Produktanteilen im erfindungsgemäß hergestellten Produkt läßt sich durch die Umwandlung der Gelkomponenten in unerwünschter kristalline Phasen, wie beispielsweise Bayerit, und die Chemisorption von Anionen an der Oberfläche bei verschiedenen pH-Werten noch weiter charakterisieren.The nature of the balance between crystalline and amorphous Product contents in the product according to the invention leaves by converting the gel components into undesirable crystalline phases, such as bayerite, and the Chemisorption of anions at the surface at characterize different pH values even further.

Amorphe wasserfreie Aluminiumoxidprodukte haben die Tendenz zu kristallisieren. Die kristalline Phase, die man in speziellen Fall erhält, hängt ab von der Art der Umgebung um das Aluminiumoxid während der Kristallisation. Ein Produkt, das aus Böhmit und Pseudoböhmit besteht, und einen hohen Anteil an Gelkomponenten enthält, pflegt in Form von β-Trihydrat (Bayerit) zu kristallisieren, wenn man es längere Zeit in wäßriger alkalischer Umgebung erhöhten Temperaturen aussetzt. Im Gegensatz dazu bildet sich aus einem Material, das wenig oder überhaupt keine Gelbestandteile enthält, keine kristalline Bayeritphase unter ähnlichen Bedingungen beim alkalischen Altern. Wenn man beispielsweise ein bei niedrigen Temperaturen hergestelltes Aluminiumoxid aus hauptsächlich Pseudoböhmit mit darin dispergierten hohen anteiligen Mengen an Gel wenigstens etwa 18 Stunden lang bei etwa 50°C in einer wäßrigen Natriumhydroxidlösung mit einem hohen pH-Wert, wie beispielsweise 10, altert, bildet sich Bayerit aus, während das Produkt sonst in seiner kristallinen Struktur im wesentlichen unverändert bleibt. Dies ist ein Anzeichen dafür, daß die Bildung des Bayrits nicht auf Kosten oder durch Umbildung von Pseudoböhmit erfolgt, sondern daß das Bayerit sich aus der amorphen Aluminiumoxidgelphase gebildet hat. Im Gegensatz dazu zeigt sich, wenn das erfindungsgemäße Produkt unter gleichen Bedingungen behandelt wird, keinerlei Anwesenheit von Bayerit. Dies ist ein Anzeichen dafür, daß die Menge an Gel im erfindungsgemäßen Produkt entweder sehr gering oder aber sehr viel stabiler ist.Amorphous anhydrous alumina products tend to crystallize. The crystalline phase obtained in a particular case depends on the nature of the environment around the alumina during crystallization. A product consisting of boehmite and pseudoboehmite containing a high proportion of gel components tends to crystallize as β- trihydrate (bayerite) when exposed to elevated temperatures in an aqueous alkaline environment for a prolonged period. In contrast, from a material containing little or no gel components, no crystalline bayerite phase is formed under similar alkaline aging conditions. For example, when aging a low oxide alumina primarily of pseudoboehmite with high levels of gel dispersed therein for at least about 18 hours at about 50 ° C in a high pH aqueous sodium hydroxide solution such as 10, bayerite forms while the product otherwise remains essentially unchanged in its crystalline structure. This is an indication that the formation of bayrite does not occur at the expense or by remodeling of pseudo-boehmite, but that the bayerite is formed from the amorphous alumina gel phase. In contrast, when the product of the present invention is treated under the same conditions, there is no presence of bayerite. This is an indication that the amount of gel in the product according to the invention is either very low or much more stable.

Für die Prüfung der Anionen-Chemisorption wird eine Aufschlämmung des zu untersuchenden Aluminiumoxidpulvers in entionisiertem Wasser hergestellt, und diese Aufschlämmung wird mit verdünnter Schwefelsäure bekannter Normalität über einen pH-Bereich, in dem das Aluminiumoxid unlöslich ist, poteniometrisch titriert. Man titriert langsam und stellt damit sicher, daß genügend Zeit für das Eindringen der Säure in die Struktur des Aluminiumoxidprodukts zur Verfügung steht. Über die in Rede stehenden pH-Bereiche von etwa 9 bis etwa 4 ist Aluminiumoxid unlöslich, so daß die Titration mit Schwefelsäure als ein Maß für die Menge an Sulfat, das an der Oberfläche des Aluminiumoxids bei einem gegebenen pH-Wert festgehalten oder chemisorbiert werden kann, dient. Bei unterschiedlichen Aluminiumoxiden ist die zum Erreichen eines bestimmten pH-Wertes von einem üblichen Ausgangswert aus erforderliche Säuremenge ein indirektes Maß für das Ausmaß an Aluminiumoxid-Zwischenoberfläche, die dem wäßrigen Medium ausgesetzt ist. Materialien mit sehr hohem Kristallinitätsgrad und sehr großen Kristallabmessungen haben kleine Zwischenflächenbereiche und erfordern demzufolge geringe Säuremengen, um eine bestimmte pH-Wert-Änderung zu erzielen. Im Gegensatz dazu haben Materialien mit sehr hohem Gelgehalt einen hohen Zwischenoberflächenbereich und erfordern entsprechend große Säuremengen, um die gleiche pH-Wert-Änderung zu erzielen. Die Produkte mit dazwischen gelegener Kristall/ Gel-Struktur erfordern mittlere Mengen von Säure für die gleich pH-Wert-Änderung.For the anion chemisorption test, a slurry of the to be examined alumina powder in deionized water prepared, and this slurry is diluted with sulfuric acid known normality over a pH range in which the Alumina is insoluble, titrated by potentiometric. you Titrate slowly, ensuring that there is enough time for the penetration of the acid into the structure of the alumina product is available. About the issues in question  pH ranges from about 9 to about 4, alumina is insoluble, so that the titration with sulfuric acid as a measure of the Amount of sulfate, which at the surface of the alumina at be held at a given pH or chemisorbed can, serves. For different aluminas is the one to reach a certain pH of one usual initial value from required amount of acid an indirect Measure of the amount of alumina intermediate surface, which is exposed to the aqueous medium. Materials with a lot high degree of crystallinity and very large crystal dimensions have small interface areas and therefore require low levels of acid to change a certain pH achieve. In contrast, materials have very high Gel content a high intermediate surface area and require correspondingly large amounts of acid to the same pH change to achieve. The products with crystal in between Gel structure require medium amounts of acid for the equal pH change.

Beispielsweise benötigt man, wenn 100% kristallines α-Aluminiumoxid- monohydrat, das aus gut definierten großen Kristalliten besteht, vorliegt, nur etwa 53 Milliäquivalente Schwefelsäure je Mol Aluminiumoxid, um den pH-Wert von einem Anfangswert von etwa 8,3 auf einen Endwert von etwa 4 zu ändern. Im Gegensatz dazu benötigt ein Aluminiumoxid, das bei niedrigen Temperaturen hergestellt wurde und dessen Pseudoböhmitstruktur, Kristallinitätsprozentanteil und Kristallitgröße einen niedrigen Kristallinitätsgrad und einen hohen Gelanteil anzeigt, etwa 219 Milliäquivalente Schwefelsäure je Mol Aluminiumoxid für die gleiche pH-Wert-Änderung.For example, when 100% of crystalline α- alumina monohydrate consisting of well-defined large crystallites is present, only about 53 milliequivalents of sulfuric acid per mole of alumina is needed to bring the pH from an initial value of about 8.3 to a final value of about 4 to change. In contrast, alumina produced at low temperatures and having a pseudoboehmite structure,% of crystallinity, and crystallite size indicates a low degree of crystallinity and a high content of gel requires about 219 milliequivalents of sulfuric acid per mole of alumina for the same pH change.

Erfindungsgemäße Zusammensetzungen sind dadurch charakterisiert, daß mittlere Mengen an Schwefelsäure für die pH-Wert-Änderung erforderlich sind. Mit etwa 130 bis 180 Milliäquivalenten, vorzugsweise etwa 140 bis 160 Milliäquivalenten Schwefelsäure je Mol Aluminiumoxid läßt sich der pH-Wert einer Aufschlämmung einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung von etwa 8,3 auf etwa 4,0 ändern.Compositions according to the invention are characterized that mean amounts of sulfuric acid for the pH change required are. With about 130 to 180 milliequivalents, preferably about 140 to 160 milliequivalents of sulfuric acid per mole of alumina, the pH of a slurry can be a composition of the invention from about 8.3 to about 4.0 change.

Für die Benutzung des erfindungsgemäßen Produkts zur Herstellung geeigneten Trägermaterials für Automobilgas- Katalysatoren muß es eine gute Stabilität der strukturellen Eigenschaften bei erhöhten Temperaturen haben. Beispielsweise sollten Porenvolumen und Oberfläche, wenn sie nach starker Wärmebehandlung, mit der eine Katalysatorbeanspruchung während der Benutzung simuliert wird, bestimmt werden, ihren hohen Wert behalten und stabil sein. Diese Eigenschaften bei hohen Temperaturen hängen weitgehend ab von der Reinheit des eingesetzten Materials und dessen struktureller Beschaffenheit sowie von der kristallinen Natur des Produktes nach Wärmehandlung. For the use of the invention Product for the production of suitable carrier material for automotive gas There must be good stability of the catalysts have structural properties at elevated temperatures. For example, pore volume and surface should be when they are after strong heat treatment, with a catalyst stress is simulated during use, it is determined keep their high value and be stable. These properties at high temperatures depend largely on the purity the material used and its structural nature as well as the crystalline nature of the product after heat treatment.  

Das erfindungsgemäße Produkt verliert, wenn es erhitzt wird, allmählich sein Hydratationswasser und in anderer Weise daran anhaftendes oder damit verbundenes Wasser. Diese Dehydratisation verursacht eine Umwandlung der kristallinen Struktur zu q-Aluminiumoxid. Beim weiteren Erhitzen auf höhere Temperaturen wird das γ-Aluminiumoxid zu δ und gegebenenfalls bis zu R-Aluminiumoxid umgewandelt. All diese Aluminiumoxid-Strukturen sind Übergangsaluminiumoxide mit hoher Oberfläche und Porenvolumen. Wenn man noch höher erhitzt, bildet sich α-Aluminiumoxid oder Korund, bei dem es sich nicht um ein Übergangsaluminiumoxid handelt und das eine sehr kleine Oberfläche und Porenvolumen aufweist. Die letzte Umwandlung zu α-Aluminiumoxid ist ein so tiefgreifender Eingriff, daß mit dieser Umwandlung eine sehr starke Abnahme des Porenvolumens und der Oberfläche verbunden ist. Ein gutes Aluminiumoxidpulver, das sich zu Trägermaterial für Kraftfahrzeugabgaskatalysatoren umwandeln läßt, sollte wärmestabil sein und bei ziemlich hohen Temperaturen, wie beispielsweise 980 bis 1050°C, keine Umwandlung zu a-Aluminiumoxid zeigen. Im allgemeinen neigen Aluminiumoxide mit hohem Gelanteil bei relativ mäßig hohen Temperaturen, wie 980 bis 1050°C, zum Versintern zu α-Aluminiumoxid. Bei Substanzen, die bei niedrigen Temperaturen hergestellt worden sind und die einen hohen Gelanteil haben, zeigt sich die Ausbildung von unerwünschten α-Aluminiumoxid, wenn man eine Stunde lang auf 1010°C erhitzt.The product of the present invention, when heated, gradually loses its water of hydration and otherwise adhered or attached thereto. This dehydration causes a transformation of the crystalline structure to q -alumina. Upon further heating to higher temperatures, the γ- alumina is converted to δ and optionally to R -alumina. All of these alumina structures are transitional aluminas with high surface area and pore volume. If heated even higher, α- alumina or corundum, which is not a transitional alumina, is formed and has a very small surface area and pore volume. The final conversion to α- alumina is so intrusive that there is a very large decrease in pore volume and surface area associated with this transformation. A good alumina powder capable of conversion to automotive exhaust catalysts should be thermally stable and not convert to a- alumina at fairly high temperatures, such as 980 to 1050 ° C. In general, high gel content aluminas at relatively moderately high temperatures, such as 980 to 1050 ° C, tend to sinter to alpha- alumina. For substances which have been produced at low temperatures and which have a high content of gel, the formation of undesired α- alumina shows when heated to 1010 ° C for one hour.

Im Gegensatz dazu bleiben erfindungsgemäße Produkte, die nur eine sehr geringe Menge an amorphen Gel enthalten, unter gleicher Wärmebehandlung stabil und zeigen keinerlei α-Aluminiumoxidbildung. Erfindungsgemäße Zusammensetzungen haben nach einstündigem Erhitzen auf 1010°C Röntgenbeugungsbilder von R-Aluminiumoxid, γ-Aluminiumoxid und δ-Aluminiumoxid. Darüber hinaus behalten erfindungsgemäß hergestellte Produkte bei diesen Temperaturen im wesentlichen ihre Oberfläche und ihr Porenvolumen, und sie bleiben selbst dann, wenn man sie über längere Zeitspannen Behandlungen unter starker Wärmeeinwirkung unterzieht, stabil.In contrast, products according to the invention which contain only a very small amount of amorphous gel remain stable under the same heat treatment and show no formation of α- alumina. Inventive compositions have after one hour of heating at 1010 ° C X-ray diffraction patterns of R- alumina, γ- alumina and δ -alumina. Moreover, products made according to this invention retain substantially their surface area and pore volume at these temperatures, and remain stable even when subjected to high heat treatment for extended periods of time.

Nach einstündiger Behandlung bei etwa 1010°C haben erfindungsgemäße Produkte BET-Stickstoffoberflächen von 100 bis 150 m²/g, besonders häufig von etwa 110 bis etwa 140 m²/g. Sie weisen weiterhin ein Stickstoffporenvolumen von 0,60 bis 0,75 cm³/g, meist von etwa 0,64 bis etwa 0,72 cm³/g auf.After one hour of treatment at about 1010 ° C have inventive Products BET nitrogen surfaces from 100 to 150 m² / g, most often from about 110 to about 140 m² / g. They point furthermore, a nitrogen pore volume of 0.60 to 0.75 cc / g, usually from about 0.64 to about 0.72 cc / g.

Weiterhin zeigt die Porenstruktur des so wärmebehandelten Produkts keinen unerwünscht hohen Anteil an Mikroporosität, ermittelt durch Stickstoffporengrößenverteilung. Das erfindungsgemäße Produkt hat typischerweise keine Porenvolumina unterhalb etwa 80 Å, überlicherweise nicht unter 100 Å.Furthermore, shows the pore structure of the thus heat treated product no undesirable high proportion of microporosity determined by nitrogen pore size distribution. The invention Product typically has no pore volumes below  about 80 Å, usually not less than 100 Å.

Wenn in der vorliegenden Beschreibung von "Stickstoffporenvolumen" die Rede ist, bezieht sich diese Angabe auf Porenvolumina, die gemäß der in der Arbeit von S. Brunauer, P. Emmett und E. Teller, J. Am. Chem. Soc., Band 60, Seite 309 (1938), beschriebenen Methode bestimmt wurden. Diese Methode basiert auf der Kondensation von Stickstoff in den Poren, und es gelingt damit, Poren mit Porendurchmessern im Bereich von 10 bis 600 Å zu messen.If in the present description of "Nitrogen pore volume" is mentioned, this refers Indication of pore volumes, which according to the in the work of S. Brunauer, P. Emmett and E. Teller, J. Am. Chem. Soc., Vol 60, page 309 (1938). This method is based on the condensation of nitrogen in the pores, and it manages to pores with pore diameters ranging from 10 to 600 Å.

Wenn von Oberfläche gesprochen wird, ist die Stickstoff-BET-Oberfläche gemeint, die nach der an der zuvor genannten Literaturstelle bei Brunauer, Emmett und Teller beschriebenen Methode bestimmt worden ist. If from surface is meant, the nitrogen BET surface is meant which after the at the aforementioned reference at Brunauer, Emmett and Teller described method has been.  

Das erfindungsgemäße α-Aluminiumoxidmonohydrat eignet sich für die Herstellung von kugelförmigen Aluminiumoxidteilchen. Dies kann nach verschiedenen bekannten Verfahren, vorzugsweise aber nach einem neuen Verfahren erfolgen, bei dem das erfindungsgemäße Aluminiumoxidmonohydrat und ein saures wäßriges Medium zu einer Aufschlämmung vermischt werden, aus der Aufschlämmung Tröpfchen gebildet werden, die Tröpfchen zur Bildung von kugelförmigen Teilchen durch die Luft nach unten durch eine Säule mit einem oberen Bereich mit einer mit Wasser nicht mischbaren Flüssigkeit und Ammoniak und mit einem unteren Bereich aus wäßrigem Ammoniak geleitet werden, die erhaltenen Teilchen in wäßrigem Ammoniak gealtert werden und die gealterten Teilchen getrocknet und calciniert werden (bezüglich der Einzelheiten vergleiche die äquivalente US-PS 41 79 408). Die auf diese Weise hergestellten kugelförmigen Teilchen eignen sich besonders gut für die Herstellung von Automobilabgaskatalysatoren.The α- alumina monohydrate according to the invention is suitable for the production of spherical aluminum oxide particles. This may be done by various known methods, but preferably by a novel method in which the alumina monohydrate of the present invention and an acidic aqueous medium are mixed to form a slurry from which droplets are formed, the droplets to form spherical particles through the air downward passed through a column having an upper portion with a water-immiscible liquid and ammonia and a lower portion of aqueous ammonia, the resulting particles are aged in aqueous ammonia, and the aged particles are dried and calcined (for details, see the equivalent US-PS 41 79 408). The spherical particles produced in this way are particularly suitable for the production of automotive exhaust catalysts.

Das als Trägermaterial geeignete erfindungsgemäße α-Aluminiumoxidmonohydrat zeichnet sich durch niedrige Dichte, hohen Grad an Makroporosität, hohe Brechfestigkeit, guten Schrumpfwiderstand bei hoher Temperatur, guten Abriebwiderstand und einstellbare Größe und Form aus.The α- alumina monohydrate according to the invention which is suitable as a carrier material is distinguished by low density, high degree of macroporosity, high breaking strength, good shrinkage resistance at high temperature, good abrasion resistance and adjustable size and shape.

Ein Katalysator, in dem das erfindungsgemäße Trägermaterial mit einer katalytisch wirksamen Menge wenigstens eines katalytisch aktiven Metalls oder einer Metallkomponente imprägniert ist, zeigt hohe katalytische Wirkung in vielerlei katalytischen Systemen, speziell solchen, die bei hohen Temperaturen arbeiten. Zwar kann das Aluminiumoxid selbst als Katalysator aktiv sein, es wird jedoch meist zwecks Verstärkung seiner Aktivität mit einer geeigneten katalytischen Komponente imprägniert und aktiviert. Der katalytische Komponente, dessen Menge, die Imprägnier- und Aktivierungsart werden je nach der Natur der Reaktion, für die der Katalysator eingesetzt werden soll, ausgewählt. Eine bevorzugte katalytisch aktive Komponente ist ein Metall der Platingruppe, wie Platin, Palladium, Ruthenium, Iridium, Rhodium, Osmium oder deren Mischungen. A catalyst in which the carrier material according to the invention with a catalytically effective amount of at least one catalytic active metal or a metal component impregnated is, shows high catalytic activity in many catalytic  Systems, especially those that operate at high temperatures. Although the alumina itself can be active as a catalyst, However, it is usually with the purpose of strengthening its activity a suitable catalytic component impregnated and activated. The catalytic component, its amount, the impregnating and Activation type will vary depending on the nature of the reaction, for the the catalyst is to be used, selected. A preferred catalytically active component is a platinum group metal, such as platinum, palladium, ruthenium, iridium, rhodium, Osmium or mixtures thereof.  

Die Verwendung von Metallen der Platingruppe für die Automobilabgaskatalyse ist durch das begrenzte natürliche Vorkommen dieser Metalle eingeschränkt. Da ein großer Anteil des Weltaufkommens aus Südafrika stammt, und die Hauptmenge der Metalle Platin, Palladium und Rhodium ist, die in der Natur in Mengenverhältnissen von annähernd 68 Teilen Platin, 27 Teilen Palladium und 5 Teilen Rhodium vorkommen, werden die meisten Arbeiten mit Platingruppen- Metallen in diesen anteiligen Mengen durchgeführt. Der Anteil an Edelmetallen in Autoabgaskatalysatoren liegt typischerweise, bezogen auf das Gewicht des Katalysators, bei etwa 0,005 bis 1,00 Gew.-%, vorzugsweise bei etwa 0,03 bis 0,30 Gew.-%. Die im Einzelfall optimale Metallkombination hängt von der speziell gewünschten Leistung des Katalysators ab; beispielsweise erreicht man mit einem höheren Gehalt an Palladium eine schnellere Oxydation des Kohlenmonoxids und eine bessere Wärmestabilität, mehr Platin ergibt einen besseren Widerstand gegen Katalysatorgifte und eine länger andauernde Kohlenwasserstoffoxydation, während eine erhöhte Rhodiumkonzentration die Umwandlung von Stickoxiden zu Stickstoff verbessert. Man kann Katalysatoren gewünschtenfalls nur mit einem einzigen Metall der Platingruppe ausbilden; gewöhnlich wird man aber mehrere Metalle dieser Gruppe verwenden. Das Verhältnis der Metall kann in weitem Bereich variieren; vorzugsweise enthält ein Katalysator jedoch Platin und Palladium in einem Gewichtsverhältnis von 5 Teilen zu 2 Teilen oder Platin, Palladium und Rhodium in einem Mengenanteil von etwa 68 Teilen bzw. 27 Teilen bzw. 5 Teilen.The use of platinum group metals for automotive exhaust catalysis is due to the limited natural occurrence of these Restricted metals. Since a large proportion of the world's out South Africa comes, and the bulk of the metals platinum, palladium and rhodium is that in nature in proportions of approximately 68 parts platinum, 27 parts palladium and 5 parts Rhodium, most of the work with platinum group Metals are carried out in these proportions. The amount of noble metals in automotive catalytic converters is typically based on the weight of the catalyst, at about 0.005 to 1.00 wt .-%, preferably at about 0.03 to 0.30 wt .-%. The in individual cases optimal metal combination depends on the specific desired performance of the catalyst; for example achieved one with a higher content of palladium a faster one Oxidation of carbon monoxide and better thermal stability, more platinum gives better resistance to catalyst poisons and a prolonged hydrocarbon oxidation, while increased rhodium concentration is the conversion of nitrogen oxides improved to nitrogen. One can If desired, catalysts with only one to form single platinum group metal; usually becomes but you can use several metals of this group. The relationship the metal can vary over a wide range; preferably  However, a catalyst contains platinum and palladium in one Weight ratio of 5 parts to 2 parts or platinum, Palladium and rhodium in an amount of about 68 parts or 27 parts or 5 parts.

Es sind viele verschiedene Edelmetallverbindungen bekannt und in der Literatur beschrieben. Je nach der Art der Oberfläche des Trägermaterials und der Wechselwirkung damit können auch solche Verbindungen eingesetzt werden. Beispielsweise kann man anionische oder kationische Formen von Platin in den Träger dadurch einarbeiten, daß man H₂PtCl₆ bzw. Pt(NH₃)₄(NO₃)₂ einsetzt. There are many different precious metal compounds known and described in the literature. Depending on the type of surface of the carrier material and the interaction with it can also such compounds are used. For example, you can anionic or cationic forms of platinum in the carrier incorporate it by adding H₂PtCl₆ or Pt (NH₃) ₄ (NO₃) ₂ starts.  

Es wurde gefunden, daß sich speziell solche Komplexverbindungen eignen, wie sie in der US-PS 39 32 309 beschrieben sind. Bei dieser Arbeitsweise wird der Katalysator durch Imprägnieren des Trägermaterials mit Sulfit behandelten Platin- und Palladiumsalzlösungen imprägniert. Wenn diese Sulfitokomplexe auf dem Träger aufgebracht worden sind, zersetzen sie sich so, daß ein hoher Dispersionsgrad vorliegt. Die Imprägnierungstiefe des Metalls in dem Teilchen kann man durch unterschiedliche kationische Form des Komplexes, zum Beispiel NH₄⁺- oder H⁺-Form variieren.It has been found that especially such complex compounds are as described in US-PS 39 32 309. In this procedure, the catalyst is impregnated the support material with sulfite treated platinum and Palladium salt solutions impregnated. When these sulfite complexes on the carrier, they decompose, that a high degree of dispersion is present. The impregnation depth of the metal in the particle can be distinguished by different cationic form of the complex, for example NH₄⁺- or H⁺ shape vary.

Es wurde weiterhin festgestellt, daß für hohe Anfangsaktivität und, was noch wichtiger ist, für bleibende hohe Aktivität die Edelmetalle so aufgebracht werden sollten, daß etwa 50% der gesamten wirksamen Edelmetalloberfläche sich in einer Tiefe von mehr als 50 µm befinden. Es wurde ferner festgestellt, daß die Edelmetalle sich in einer solchen Tiefe befinden sollten, daß 50% der aktiven Metalle tiefer als etwa 75 µm lokalisiert sind. Die Bestimmung der Edelmetalloberfläche erfolgt nach der Methode von D. E. Mears und R. C. Hansford, J. of Catalysis, Band 9, 125-134 (1967). It was further found that for high initial activity and, more importantly, for lasting high activity Precious metals should be applied so that about 50% of entire effective precious metal surface at a depth of more than 50 μm. It has also been found that the Precious metals should be at such a depth that 50% of the active metals are located deeper than about 75 microns. The determination The precious metal surface is made by the method by D.E. Mears and R.C. Hansford, J. of Catalysis, Volume 9, 125-134 (1967).  

Katalysatoren, die dreifach sowohl auf Kohlenmonoxid, Kohlenwasserstoffe und Stickstoffoxide wirksam sind, erfordern wegen der unterschiedlichen reduzierenden oder oxydierenden Natur der Abgasatmosphäre eine gute Beständigkeit. Es ist weiterhin insbesondere ein solches Trägermaterial notwendig, das eine niedrige Dichte und hohe Makroporosität hat, weil es an sich schwierig ist, eine gute Kohlenmonoxidentfernung und die für eine gute Allgemeinleistung verlangte schnelle Oxydation zu erzielen. Rhodium wird typischerweise als katalytische Komponente zur Verbesserung der Wirksamkeit in allen drei Richtungen eingesetzt. Da Rhodium ein ziemlich seltenes Material ist, muß man es mit gutem Nutzeffekt einsetzen und überlegt anordnen. Ähnlich wie bei Oxydationskatalysatoren haben in drei Richtungen wirkende Katalysatoren eine hohe Anfangsaktivität, und ihre Leistung bleibt ebenfalls gut, wenn die aktiven Metalle in geeigneter Weise angeordnet sind. Bezüglich der Aktivität des dreifach wirkenden Katalysators, der unter Verwendung des erfindungsgemäßen Aluminiumoxidmonohydrats hergestellt worden ist, wird auf die in der US-PS 41 79 408, der US-PS 42 79 779 und der US-PS 43 90 456 beschriebenen Laboruntersuchungen verwiesen. Catalysts threefold on both carbon monoxide, hydrocarbons and nitrogen oxides are effective because of require the different reducing or oxidizing nature the exhaust gas atmosphere a good resistance. It is still In particular, such a support material necessary that a low Dense and high macroporosity has, because in itself difficult is a good carbon monoxide removal and for a good one General performance required rapid oxydation to be achieved. Rhodium is typically used as a catalytic component for Improving effectiveness used in all three directions. Since rhodium is a rather rare material, you have to Use it with good efficiency and arrange it carefully. Similar to oxidation catalysts have in three directions acting catalysts have a high initial activity, and their performance also stays good when the active ones Metals are arranged in a suitable manner. Regarding the activity of the triple-acting Catalyst using of the aluminum oxide monohydrate according to the invention has been described in the US-PS 41 79 408, the US PS 42 79 779 and the US-PS 43 90 456 described laboratory investigations.  

Beispiel 1Example 1

Es wurde Aluminiumoxidtrihydrat vollständig in Natriumhydroxid gelöst und so eine Natriumaluminatlösung mit 20% Al₂O₃ und einem Na₂O/Al₂O₃-Molverhältnis von 1,4 zubereitet. 495 g Wasser wurden in einen Reaktionsbehälter eingefüllt, und danach wurden 631 ml 50%iger Natriumhydroxidlösung zugesetzt. Diese Volumenmenge Natriumhydroxidlösung entsprach bei dem spezifischen Gewicht der Lösung von 1,53 g/cm³ 966 g. Das Gemisch wurde leicht gerührt und auf 93,3°C erhitzt. Über eine Zeitspanne von 30 Minuten wurden nach und nach insgesamt 672 g Aluminiumoxidtrihydrat zugesetzt. Während der Zugabe des Aluminiumoxidtrihydrats wurde das Gemisch weiter erwärmt, bis es schwach siedete und dabei langsam gerührt. Danach wurde noch weitere 60 Minuten lang oder solange, bis das Trihydrat gänzlich gelöst war, weiter am leichten Sieden gehalten und gerührt. Dann wurde die Heizquelle abgestellt, und das Gemisch wurde unter Rühren auf 60°C abgekühlt.Alumina trihydrate was completely in sodium hydroxide dissolved and so a sodium aluminate solution with 20% Al₂O₃ and a Na₂O / Al₂O₃ molar ratio of 1.4 prepared. 495 g of water were poured into a reaction vessel, and then 631 ml of 50% sodium hydroxide solution added. This volume of sodium hydroxide solution was at the specific gravity of the solution of 1.53 g / cc 966 g. The mixture was stirred gently and heated to 93.3 ° C heated. Over a period of 30 minutes were after and after a total of 672 g of alumina trihydrate added. During the addition of the alumina trihydrate, the Continue to warm mixture until lightly boiled slowly stirred. Then it was another 60 minutes or until the trihydrate was completely dissolved kept at a gentle simmer and stirred. Then the Heat source turned off, and the mixture was stirred cooled to 60 ° C.

Durch Zusatz von 290 g Wasser bei einer Temperatur von 60°C und Rühren des Gemisches wurde das spezifische Gewicht und die Temperatur der Natriumaluminatlösung auf 1,428 g/cm³ bzw. 54,4°C eingestellt. 2016 g der Lösung wurden für die Herstellung des Aluminiumoxids verwendet. By adding 290 g of water at a temperature of 60 ° C and stirring the mixture was the specific gravity and the temperature of the sodium aluminate solution at 1.428 g / cc or 54.4 ° C. 2016 g of the solution were for the Production of the alumina used.  

Durch Auflösen von 1373 g Aluminiumsulfatkristallen in 1963 g Wasser wurden 2286 g einer Aluminiumsulfatlösung mit 7% Al₂O₃, einem spezifischen Gewicht von 1,27 g/cm³ bei 25°C und einem SO₄=/Al₂O₃-Molverhältnis von 3,01 hergestellt.By dissolving 1373 g of aluminum sulfate crystals in 1963 g of water 2286 g of an aluminum sulfate solution with 7% Al₂O₃, a specific gravity of 1.27 g / cm³ at 25 ° C and a SO₄ = / Al₂O₃ molar ratio of 3.01 were prepared.

Die Natriumaluminatlösung und die Aluminiumsulfatlösung wurden auf 62,8°C erhitzt. In einen Ausfällbehälter wurden 3160 g Wasser eingefüllt, der Rührer wurde angestellt und die Wassermenge wurde auf 68,4°C erhitzt.The sodium aluminate solution and the aluminum sulfate solution were heated to 62.8 ° C. In a precipitation tank were 3160 g of water filled, the stirrer was started and the amount of water was heated to 68.4 ° C.

Durch Zugabe von 6 ml Aluminiumsulfat mit einer Zugabegeschwindigkeit von 36 ml/Min. wurde die Wassermenge auf pH 3,5 angesäuert, und es wurde 5 Minuten gealtert. Nach dieser Alterung wurde mit dem Zufluß von Natriumaluminat mit einer Geschwindigkeit von 28 ml/Min. begonnen. Innerhalb 5 Sekunden wurde mit dem Zufluß von Aluminiumsulfat mit einer Geschwindigkeit von 36 ml/Min. begonnen, und diese Zugabe wurde während der 50 Minuten langen Ausfällphase konstant gehalten. Der Zufluß von Natriumaluminat wurde so einreguliert, daß der pH-Wert des Reaktionsgemisches bei 7,4 gehalten wurde. Die Ausfälltemperatur wurde durch Erwärmen des Ausfällbehälters auf 72,8°C gehalten. By adding 6 ml of aluminum sulfate at an addition rate of 36 ml / min. became the amount of water acidified to pH 3.5 and aged for 5 minutes. After this aging was with the inflow of sodium aluminate at a rate of 28 ml / min. began. Within 5 seconds was with the inflow of Aluminum sulfate at a rate of 36 ml / min. started, and this addition was made during the 50 minutes long Ausfällphase kept constant. The inflow of Sodium aluminate was adjusted so that the pH of the reaction mixture was kept at 7.4. The precipitation temperature was by heating the Ausfällbehälters kept at 72.8 ° C.  

Innerhalb 50 Minuten war die Gesamtmenge der Aluminiumsulfatlösung zugegeben, und es blieben 317 g Natriumaluminat übrig.Within 50 minutes, the total amount of the aluminum sulfate solution was was added, and there remained 317 g of sodium aluminate left.

Zum Schluß der Ausfällung wurde der pH-Wert des Reaktionsgemisches durch Zugabe von weiteren 29 g Natriumaluminatlösung auf 10,0 erhöht. Das End-Molverhältnis von Na₂O zu SO₄= betrug 1,00. Die Lösung wurde 30 Minuten lang bei einer konstanten Temperatur von 72,8°C gealtert und so stabilisiert.At the end of the precipitation, the pH of the reaction mixture was raised to 10.0 by addition of another 29 g of sodium aluminate solution. The final molar ratio of Na₂O to SO₄ = 1.00. The solution was aged for 30 minutes at a constant temperature of 72.8 ° C and thus stabilized.

Nach dem Altern wurde das Reaktionsgemisch filtriert und gewaschen. Für jedes Gramm Aluminiumoxid in dem Gemisch wurden 50 g Waschwasser verwendet. Eine Standard-Filtrations-Waschprüfung wurde wie folgt durchgeführt. Reaktionsaufschlämmung (600 ml) wurde unter Verwendung eines Filtertuchs, bei 254 mm Vakuum in einen Durchmesser von 20,32 cm aufweisenden Krug filtriert. Es wurde mit 2,5 l Wasser ausgewaschen. Die Filtrationszeit betrug 2,1 Minuten, und der Filterkuchen war 7 mm dick.After aging, the reaction mixture was filtered and washed. For each gram of alumina in the mixture were 50 g wash water used. A standard filtration wash test was done as follows. Reaction slurry (600 ml) was using a filter cloth, at 254 mm vacuum in a diameter of 20.32 cm Pitcher filtered. It was washed with 2.5 l of water. The filtration time was 2.1 minutes, and the Filter cake was 7 mm thick.

Der Filterkuchen wurde wieder aufgeschlämmt zu einer Aufschlämmung mit 15% Feststoffgehalt und mit einer Auslaßtemperatur von 121,1°C sprühgetrocknet zu einem Pulver mit einem Gesamtgehalt an flüchtigen Bestandteilen von 27,5%, bestimmt durch Glühverlust bei 1010°C. Das getrocknete Pulver wurde 1 Stunde lang bei 1010°C calciniert. The filter cake was reslurried to a slurry with 15% solids content and with an outlet temperature spray dried from 121.1 ° C to a powder with a Total volatile content of 27.5%, determined by loss on ignition at 1010 ° C. The dried powder was calcined for 1 hour at 1010 ° C.  

Die Eigenschaften des getrockneten und des calcinierten Produktes sind in Tabelle 1 angegeben.The properties of the dried and the calcined product are given in Table 1.

Trockenes PulverDry powder Gew.-% Na₂OWt .-% Na₂O 0,020.02 Gew.-% SO₄= Wt .-% SO₄ = 0,200.20 Gew.-% flüchtige Bestandteile% By weight of volatiles 27,527.5 Teilchengröße des AgglomeratesParticle size of the agglomerate 21,5 µ21.5 μ Schüttdichtebulk density 0,386 g/cm³0.386 g / cm³ RöntgenphasenX-ray phase (Böhmit-Pseudoböhmit-Zwischenform) keine α- oder β-Trihydratphasen vorhanden Maximum für [020] kristallographische Netzebene fällt auf einem Netzebenenabstand d von 6,37 Å.(Boehmite-pseudo-boehmite intermediate form) no α- or β- trihydrate phases present Maximum for [020] crystallographic network plane falls on a lattice plane distance d of 6.37 Å. Bei 1010°C 1 Stunden lang calciniertes Pulver @Calcined powder at 1010 ° C for 1 hour @ N₂-OberflächeN₂ surface 136 m²/g136 m² / g N₂-Porenvolumen @N₂ pore volume @ <600 Å<600 Å 0,72 cm³/g0.72 cc / g insgesamta total of 0,95 cm³/g0.95 cc / g RöntgenphasenX-ray phase Thetaaluminiumoxid, kein α-Aluminiumoxid vorhandenThetaaluminum oxide, no α- alumina present PorengrößenverteilungPore size distribution Eine Porengrößenverteilungsmessung mit Stickstoff zeigte, daß alle Poren einen Durchmesser von größer als 100 Å hatten und 50% der Poren einen Durchmesser im Bereich von 100 bis 200 Å aufwiesen.A pore size distribution measurement with nitrogen showed that all pores had a diameter of greater than 100 Å and 50% of the pores had a diameter in the range of 100 to 200 Å.

Beispiel 2example 2

In der nachstehenden Tabelle 2 sind die Ergebnisse von 13 Versuchsansätzen gemäß den in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensbedingungen zusammengestellt.In Table 2 below, the results of 13 Experimental approaches according to the process conditions described in Example 1 compiled.

Eigenschaftenproperties durchschnittlichaverage Gewicht Al₂O₃/Ansatz (kg)Weight Al₂O₃ / batch (kg) 0,4540,454 Ausfällung Verhältnis Na₂O/SO₄= Precipitation ratio Na₂O / SO₄ = 0,930.93 Standardfiltrationstest (Min.)Standard filtration test (min.) 2,42.4 Sprühgetrocknetes Pulver @Spray dried powder @ Gew.-% Na₂OWt .-% Na₂O 0,030.03 Gew.-% SO₄= Wt .-% SO₄ = 0,190.19 Gew.-% flüchtige Bestandteile% By weight of volatiles 27,927.9 Schüttgewicht (g/cm³)Bulk density (g / cm³) 0,3840.384 N₂-Oberfläche nach 30 Minuten bei 400°C (m²/g)N₂ surface after 30 minutes at 400 ° C (m² / g) 420420 N₂-Porenvolumen nach 30 Minuten bei 400°C (cm³/g) <600 ÅN₂ pore volume after 30 minutes at 400 ° C (cm³ / g) <600 Å 0,820.82 RöntgenstrukturX-ray structure Böhmit-Pseudoböhmit-ZwischenformBoehmite pseudo intermediate form Bei 1010°C 1 Stunde lang calciniertes Pulver @Calcined powder at 1010 ° C for 1 hour @ Oberfläche (m²/g)Surface area (m² / g) 131131 Porenvolumen (cm³/g) @Pore volume (cm³ / g) @ insgesamta total of 1,011.01 <600 Å<600 Å 0,730.73 RöntgenstrukturX-ray structure Thetaaluminiumoxid, kein α-Aluminiumoxid anwesend.Thetaaluminum oxide, no α- alumina present.

Beispiel 3example 3

In der nachstehenden Tabelle 3 werden die Ergebnisse von bei 6 großtechnischen Versuchsansätzen gewonnenen Mischprodukten aufgeführt. Die Verfahrensbedingungen waren die gleichen wie in Beispiel 1 beschrieben, mit dem Unterschied, daß je Verfahrensansatz 88,5 kg an Aluminiumoxid (Trockenbasis) gefertigt wurden. Die Größe der Apparate und die Mengen der Materialien waren entsprechend größer.Table 3 below shows the results of in 6 large-scale experimental approaches derived mixed products listed. The process conditions were the same as described in Example 1, with the difference that per process batch 88.5 kg of alumina (Dry basis) were manufactured. The size of the apparatus and the amounts of materials were correspondingly larger.

Die Ergebnisse waren die gleichen wie bei den labormäßigen Ansätzen. Dies zeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren ohne Schwierigkeiten in die großtechnische Fertigung übertragen werden kann.The results were the same as at the laboratory approaches. This shows that the inventive Process without difficulty in the large-scale Manufacturing can be transferred.

Sprühgetrocknetes PulverSpray dried powder Gew.-% Na₂OWt .-% Na₂O 0,0590.059 Gew.-% SO₄= Wt .-% SO₄ = 0,310.31 Gew.-% CO₂Wt .-% CO₂ 1,371.37 Gew.-% flüchtige Bestandteile% By weight of volatiles 29,629.6 Schüttdichte (g/cm³)Bulk density (g / cm³) 0,4810.481 N₂-Oberfläche bei 400°C (m²/g)N₂ surface at 400 ° C (m² / g) 413,0413.0 N₂-Porenvolumen bei 400°C (cm³/g) <600 ÅN₂ pore volume at 400 ° C (cm³ / g) <600 Å 0,770.77 RöntgenphasenX-ray phase Böhmit/Pseudoböhmit-ZwischenformBoehmite / pseudoboehmite intermediate form Bei 1010°C 1 Stunde calciniertes Pulver @At 1010 ° C for 1 hour calcined powder @ N₂-Oberfläche (m²/g)N₂ surface (m² / g) 131131 N₂-Porenvolumen (cm³/g) @N₂ pore volume (cm³ / g) @ insgesamta total of 0,970.97 <600 Å<600 Å 0,700.70 RöntgenphasenX-ray phase Thetaaluminiumoxid, kein α-Aluminiumoxid vorhanden.Thetaaluminum oxide, no α- alumina present.

Beispiel 4example 4

In diesem Beispiel wird der gewaschene, wie in Beispiel 3 beschrieben hergestellte Filterkuchen vor dem Sprühtrocknen mit Essigsäure behandelt. Die Essigsäure bewirkt eine Abnahme der Kohlendioxidabsorption während des Sprühtrocknens. Bei jedem Ansatz wurde dem Filterkuchen Eisessig zugegeben, bis ein pH von 6,0 erreicht war. Das Gemisch wurde dabei gerührt. Das sprühgetrocknete Produkt enthielt 3,8% Essigsäure und 64,5% Aluminiumoxid. Dies entspricht 0,1 Mol Acetation je Mol Aluminiumoxid.In this example, the washed, filter cake prepared as described in Example 3 treated with acetic acid before spray-drying. The Acetic acid causes a decrease in carbon dioxide absorption during spray-drying. In each approach was the Filter cake glacial acetic acid added until a pH of 6.0 is reached was. The mixture was stirred. The spray-dried Product contained 3.8% acetic acid and 64.5% Alumina. This corresponds to 0.1 moles of acetate each Mole of alumina.

Die Eigenschaften der gemäß Beispiel 3 und der gemäß dem vorliegenden Beispiel hergestellten Aluminiumoxidprodukte sind in Tabelle 4 veranschaulicht. Der Kohlendioxidgehalt betrug 0,76%, während das Aluminiumoxid gemäß Beispiel 3 1,37% enthielt. The properties of Example 3 and according to the alumina products prepared in this example are illustrated in Table 4. The carbon dioxide content was 0.76%, while the alumina according to Example 3 1.37%.  

Tabelle 4 Table 4

Beispiel 5example 5

Es wurden die relativen anteiligen Mengen an kristallinem und amorphem Material in dem erfindungsgemäß hergestellten Aluminiumoxid untersucht, und dazu wurden Proben des wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellten Aluminiumoxids und zum Vergleich von Aluminiumoxiden A und B, die einen niedrigeren bzw. einen höheren Kristallinitätsgrad zeigten, in entionisiertem Wasser zu Al₂O₃-Konzentrationen von 100 g Al₂O₃ (Trockenbasis) in 1 l Wasser aufgeschlämmt. Jeder Ansatz wurde mittels 1,1 n Schwefelsäure mit einer Zusatzgeschwindigkeit von 1 ml/Min. über den pH-Bereich von 8,3 bis 4,0, in dem Aluminiumoxid unlöslich ist, langsam potentiometrisch titriert.There were the relative proportions of crystalline and amorphous material in the alumina according to the invention examined, and to this were samples of as in Example 1 described alumina and for comparison of Aluminum oxides A and B, which have a lower or a showed a higher degree of crystallinity in deionized water to Al₂O₃ concentrations of 100 g Al₂O₃ (dry basis)  slurried in 1 liter of water. Each approach was made by 1.1 N sulfuric acid at an additional rate of 1 ml / min. over the pH range of 8.3 to 4.0, in the Alumina is insoluble, titrated slowly potentiometrically.

Tabelle 5 Table 5

Die Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäßen Aluminiumoxid- Zusammensetzungen für die gleiche pH-Wert-Änderung mittlere Mengen an Säure erfordern und demzufolge einen Gelgehalt hatten, der zwischen denjenigen der Proben A und B lag. The results show that the aluminum oxide Compositions for the same pH change mean Require amounts of acid and consequently had a gel content, which was between those of samples A and B.  

Der Kristallinitätsgrad der erfindungsgemäßen Aluminiumoxidzusammensetzungen wurde weiterhin durch röntgenstrukturelle Messungen der Entwicklung von β-Aluminiumoxidtrihydrat beim alkalischen Altern und Erhitzen gezeigt. 100 g (Trockenbasis) der in Tabelle 5 angegebenen Aluminiumoxid-A-Probe und der wie in Beispiel 3 hergestellten und in Tabelle 3 wiedergegebenen Aluminiumoxidprobe wurden in 250 ml entionisiertem Wasser aufgeschlämmt und durch Zugabe von 1 n Alkali auf pH 10 gebracht. Die Alterungszeiten und -temperaturen und die Höhe der starken und schwachen Röntgen-Intensitätsmaxima des Aluminiumoxids A für β-Trihydrat sind in Tabelle 6 wiedergegeben. Unter den gleichen Alterungs- und Erhitzungsbedingungen wie bei Aluminiumoxid A war in der Aluminiumoxidzusammensetzung gemäß Beispiel 3 kein β-Trihydrat erkennbar.The degree of crystallinity of the alumina compositions of this invention was further demonstrated by X-ray structural measurements of the evolution of β- alumina trihydrate in alkaline aging and heating. 100 g (dry basis) of the alumina A sample shown in Table 5 and the alumina sample prepared as in Example 3 and shown in Table 3 were slurried in 250 ml of deionized water and brought to pH 10 by addition of 1N alkali. The aging times and temperatures and the magnitude of the strong and weak X-ray intensity maxima of the alumina A for β- trihydrate are given in Table 6. Under the same aging and heating conditions as for alumina A, no β- trihydrate was seen in the alumina composition of Example 3.

Tabelle 6 Table 6

Die leichte Bildung von β-Trihydrat bei der Probe A unter alkalischen Bedingungen zeigt an, daß darin ein höherer Gelgehalt vorhanden ist als in dem Aluminiumoxid gemäß Beispiel 3.The facile formation of β- trihydrate in Sample A under alkaline conditions indicates that it has a higher gel content therein than in the alumina of Example 3.

Claims (3)

1. Kristallines α-Aluminiumoxidmonohydrat der Formel Al₂O₃ · x H₂O, wobei x größer als 1 und kleiner als 2 ist, dadurch gekennzeichnet, daß es eine mikrokristalline Böhmit-Pseudoböhmit-Zwischenform mit einem [020]-d-Netzebenenabstand von 6,2 bis 6,5 Å und einer halben maximalen Intensitätsbreite des [020]-Röntgenbeugungsmaximums zwischen 1,65 bis 1,85 Å ist und daß es nach einer einstündigen thermischen Behandlung bei 1010°C das Röntgenbeugungsspektrum von R-Aluminiumoxid und ein Porenvolumen der Poren mit einem Durchmesser von 10 bis 600 Å von 0,60 bis 0,75 cm³/g aufweist.1. Crystalline α alumina monohydrate of the formula Al₂O₃ · x H₂O, where x is greater than 1 and less than 2, characterized in that it has a microcrystalline boehmite pseudoboehmite intermediate form with a [020] - d -Netzebenenabstand from 6.2 to Is 6.5 Å and a half maximum intensity width of the [020] X-ray diffraction peak between 1.65 to 1.85 Å and that after a one hour thermal treatment at 1010 ° C, the X-ray diffraction spectrum of R- alumina and a pore volume of the pores with a Diameter of 10 to 600 Å from 0.60 to 0.75 cm³ / g. 2. Verfahren zur Herstellung von kristallinem α-Aluminiumoxidmonohydrat nach Anspruch 1 durch Zusammengeben einer Alkalialuminatlösung und einer Aluminiumsalzlösung einer Mineralsäure, anschließendes Waschen und Trocknen des erhaltenen Produkts, dadurch gekennzeichnet, daß man
  • (a) eine wäßrige Lösung eines Aluminiumsalzes einer Mineralsäure mit einer äquivalenten Al₂O₃-Konzentration von 5 bis 9 Gew.-% und einer Temperatur von 54 bis 72°C zu 60 bis 77°C warmem Wasser gibt, bis der pH-Wert des Gemisches auf 2 bis 5 eingestellt ist,
  • (b) dem Gemisch eine weitere Menge einer Lösung eines Aluminiumsalzes einer Mineralsäure und gleichzeitig, aber separat, eine wäßrige Alkalialuminatlösung mit einer äquivalenten Al₂O₃-Konzentration von 18 bis 22 Gew.-% und einer Temperatur von 54 bis 72°C zugibt und dabei den pH-Wert der Aufschlämmung des ausgefällten Aluminiumoxids auf einen Wert von 7 bis 8 anhebt,
  • (c) unter Aufrechterhaltung des pH-Wertes der Aufschlämmung von 7 bis 8 und der Temperatur der Aufschlämmung von 60 bis 85°C die Lösung des Aluminiumsalzes der Mineralsäure und die Alkalialuminatlösung zugibt,
  • (d) anschließend den pH-Wert der Aufschlämmung auf 9,5 bis 10,5 einstellt,
  • (e) die Aufschlämmung filtriert, den Filterkuchen auswäscht, gegebenenfalls erneut aufschlämmt und danach trocknet.
2. A process for the preparation of crystalline α- alumina monohydrate according to claim 1 by combining an alkali aluminate solution and an aluminum salt solution of a mineral acid, followed by washing and drying of the resulting product, characterized in that
  • (A) an aqueous solution of an aluminum salt of a mineral acid with an equivalent Al₂O₃ concentration of 5 to 9 wt .-% and a temperature of 54 to 72 ° C to 60 to 77 ° C warm water until the pH of the mixture set to 2 to 5,
  • (b) adding to the mixture a further amount of a solution of an aluminum salt of a mineral acid and simultaneously, but separately, an aqueous alkali aluminate solution having an equivalent Al₂O₃ concentration of from 18 to 22% by weight and a temperature of from 54 to 72 ° C; raises the pH of the slurry of precipitated alumina to a value of 7 to 8,
  • (c) while maintaining the pH of the slurry from 7 to 8 and the temperature of the slurry from 60 to 85 ° C, adding the solution of the aluminum salt of the mineral acid and the alkali aluminate solution,
  • (d) then adjusting the pH of the slurry to 9.5 to 10.5,
  • (E) the slurry is filtered, the filter cake is washed out, optionally re-slurried and then dried.
3. Verwendung des kristallinen α-Aluminiumoxidmonohydrats nach Anspruch 1 zur Herstellung von insbesondere Platin, Palladium, Ruthenium, Iridium, Rhodium und/oder Osmium enthaltenden Automobilabgaskatalysatoren.3. Use of the crystalline α- alumina monohydrate according to claim 1 for the preparation of particular platinum, palladium, ruthenium, iridium, rhodium and / or osmium-containing automotive exhaust catalysts.
DE19782812875 1977-03-25 1978-03-23 ALUMINUM OXIDE COMPOSITIONS AND PROCESS FOR THEIR PREPARATION Granted DE2812875A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/781,379 US4179408A (en) 1977-03-25 1977-03-25 Process for preparing spheroidal alumina particles
US05/781,393 US4154812A (en) 1977-03-25 1977-03-25 Process for preparing alumina

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE2812875A1 DE2812875A1 (en) 1978-10-05
DE2812875C2 true DE2812875C2 (en) 1989-08-31

Family

ID=27119846

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2858783A Expired - Lifetime DE2858783C2 (en) 1977-03-25 1978-03-23
DE19782812875 Granted DE2812875A1 (en) 1977-03-25 1978-03-23 ALUMINUM OXIDE COMPOSITIONS AND PROCESS FOR THEIR PREPARATION

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2858783A Expired - Lifetime DE2858783C2 (en) 1977-03-25 1978-03-23

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JPS53119800A (en)
DE (2) DE2858783C2 (en)
FR (2) FR2405899B1 (en)
GB (4) GB1603462A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10053989B4 (en) * 1999-11-04 2009-04-09 N.E. Chemcat Corp. A catalyst for the selective oxidation of carbon monoxide in hydrogen-containing gases, its use for removing carbon monoxide and its use in a solid polymer electrolyte fuel cell system

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2518986B1 (en) * 1981-12-30 1985-09-06 Criceram PROCESS FOR THE PREPARATION OF HIGH-PURITY ALUMINS FROM IMPURE SOLUTIONS OF ALUMINUM CHLORIDE
US4392987A (en) * 1981-12-30 1983-07-12 W. R. Grace & Co. Alumina spheroids with controlled small particle size and a process for producing them
DE3212249C2 (en) * 1982-04-02 1986-08-21 Condea Chemie GmbH, 2212 Brunsbüttel Process for the production of spherical clay
JPS58190823A (en) * 1982-04-26 1983-11-07 Chiyoda Chem Eng & Constr Co Ltd Manufacture of alumina carrier
US4513101A (en) * 1983-07-27 1985-04-23 W. R. Grace & Co. Small bead auto exhaust catalyst
JPS6340724A (en) * 1986-08-04 1988-02-22 Kumamoto Pref Gov Production of low-soda alumina powder
US6713428B1 (en) * 1998-07-06 2004-03-30 Instuit Francais Du Petrole Dispersible aluminium hydrate, method for preparing same and use for preparing catalysts
JP4639443B2 (en) * 1999-08-30 2011-02-23 住友化学株式会社 Boehmite and underlayer of magnetic recording medium formed using the same
DE10221668B4 (en) * 2002-05-16 2005-04-28 Daimler Chrysler Ag Spherical catalytic converter for internal combustion engines and method for catalyzing exhaust gases or pollutant mixtures
TWI432381B (en) * 2005-12-12 2014-04-01 Grace W R & Co Alumina particles
CN103260747B (en) * 2010-11-16 2016-06-22 罗地亚管理公司 Alumina catalyst carrier
FR2984180A1 (en) * 2011-12-20 2013-06-21 IFP Energies Nouvelles PROCESS FOR PRODUCING SPHEROIDAL ALUMINA PARTICLES
TWI579043B (en) * 2012-02-17 2017-04-21 先進精鍊科技有限公司 Spheroidal catalyst support and preparation method thereof
TWI611836B (en) 2012-02-17 2018-01-21 Advanced Refining Technologies Llc. Catalyst support and preparation method thereof
FR2997948B1 (en) * 2012-11-15 2014-11-28 IFP Energies Nouvelles PROCESS FOR ISOMERIZING AN AROMATIC C8 CUT IN THE PRESENCE OF A CATALYST BASED ON A EUO ZEOLITE AND A PARTICULAR SODIUM CONTENT
US10443100B2 (en) 2014-05-22 2019-10-15 The Scripps Research Institute Gene expression profiles associated with sub-clinical kidney transplant rejection
FR3022235B1 (en) * 2014-06-13 2021-05-07 Ifp Energies Now HIGH DISPERSIBILITY GEL AND ITS PREPARATION PROCESS
DK3177566T3 (en) * 2014-08-08 2020-03-23 Sasol Performance Chemicals Gmbh Precipitated alumina and process for manufacture
CN112429755A (en) * 2020-11-18 2021-03-02 山东物华新材料科技有限公司 Preparation method of water treatment active alumina ball
DE112021007314T5 (en) 2021-03-19 2024-01-04 Jgc Catalysts And Chemicals Ltd. Silica-alumina powder, process for producing silica-alumina powder, catalyst for fluid catalytic cracking and process for producing the same

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1958710A (en) * 1933-03-23 1934-05-15 Paul S Moyer Colloidal aluminum hydroxide and method of making the same
US2492167A (en) * 1943-06-01 1949-12-27 Socony Vacuum Oil Co Inc Process of forming alumina-containing gel beads
FR1267749A (en) * 1960-09-21 1961-07-21 Nalco Chemical Co Process for the preparation of an alumina catalyst support and resulting products
GB1076450A (en) * 1963-12-06 1967-07-19 Grace W R & Co Improvements relating to the production of alumina gels
FR1414641A (en) * 1963-12-06 1965-10-15 Grace W R & Co Improved process for the preparation of alumina gels by atomization and alumina gels obtained by this process
GB1094487A (en) * 1964-06-26 1967-12-13 Grace W R & Co Alumina gels
DE1592098C3 (en) 1965-12-13 1978-05-11 Engelhard Minerals & Chemicals Corp., Murray Hill, N.J. (V.St.A.) Process for the preparation of spherical alumina particles
JPS4933321B1 (en) * 1970-12-07 1974-09-06
DE2302724A1 (en) * 1972-01-19 1973-08-09 Grace W R & Co Continuous porous alumina prodn - by slurrying solns of sodium aluminate and aluminium sulphate
US3864461A (en) * 1972-08-29 1975-02-04 Laporte Industries Ltd Process for the production of alumina
US3864451A (en) * 1973-08-16 1975-02-04 Environics Inc Method for Removing Nitric Oxide from Combustion Gases
JPS5072897A (en) * 1973-10-31 1975-06-16
US3979334A (en) * 1975-04-16 1976-09-07 Universal Oil Products Company Manufacture of spheroidal alumina particles

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10053989B4 (en) * 1999-11-04 2009-04-09 N.E. Chemcat Corp. A catalyst for the selective oxidation of carbon monoxide in hydrogen-containing gases, its use for removing carbon monoxide and its use in a solid polymer electrolyte fuel cell system

Also Published As

Publication number Publication date
FR2405899B1 (en) 1985-10-04
DE2858783C2 (en) 1992-02-06
GB1603462A (en) 1981-11-25
GB1603463A (en) 1981-11-25
JPS53119800A (en) 1978-10-19
FR2405900A1 (en) 1979-05-11
GB1603461A (en) 1981-11-25
DE2812875A1 (en) 1978-10-05
FR2405900B1 (en) 1986-04-11
JPH0152328B2 (en) 1989-11-08
GB1603464A (en) 1981-11-25
FR2405899A1 (en) 1979-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2812875C2 (en)
DE3882952T2 (en) Catalyst support containing lanthanides.
DE69724655T2 (en) ZIRCONIUM-CERIUM COMPOSITE OXIDE, METHOD FOR THE PRODUCTION AND COCATALYST FOR PURIFYING EXHAUST GAS
DE69112514T2 (en) Heat-resistant transition alumina and process for their production.
US4248852A (en) Process for the production of alumina suitable for use as a catalyst carrier
DE3650383T2 (en) Composition containing cerium IV oxide, its preparation and its uses.
DE69217340T2 (en) Cerium oxide-containing composition, its production and its use
DE10015696B4 (en) Catalytic mass for the removal of nitrogen oxides based on titanium column supported clay
DE60015345T2 (en) PROCESS FOR THE PREPARATION OF QUASI CRYSTALLINE BOEHMITEN
DE1592098C3 (en) Process for the preparation of spherical alumina particles
DE2617668C3 (en) Process for the production of an aluminum oxide with controlled pore volume distribution and its use as a catalyst support for the production of a hydrotreatment catalyst
DE2338900A1 (en) PRECIOUS METAL CATALYSTS
DE2615867C3 (en) Process for the production of spherical alumina particles
DD251085A5 (en) CATALYST FOR METHANOL SYNTHESIS
DE20321841U1 (en) A composition based on zirconium oxide and oxides of cerium, lanthanum and another rare earth, process for the preparation thereof and use thereof as a catalyst
DE60032742T2 (en) STABILIZATION OF TRANSITIONAL ALUMINUM OXYD
DE69921347T2 (en) NICKEL CATALYST
DE68921977T2 (en) Cerium oxide with a large specific surface area and process for its production.
DE10160486A1 (en) Copper-zinc-aluminium catalyst for use in methanol synthesis has a relatively low copper to zinc atom ratio and contains the aluminum oxide component in the form of an aluminum hydroxide sol
DE3686235T2 (en) HEAT-RESISTANT COMPOSITION AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF.
DE60315835T2 (en) USE OF CATIONIC LAYER MATERIALS, COMPOSITIONS OF THESE MATERIALS, AND THE PREPARATION OF CATIONIC LAYER MATERIALS
DE1080717B (en) Process for making an extruded hydroforming catalyst
DE2058871C3 (en) Process for producing a zeolite
DE3801270C2 (en)
DE1467130A1 (en) Pigments and processes for their manufacture

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
8181 Inventor (new situation)

Free format text: SANCHEZ, MOISES GALI, SEVERNA PARK, MD., US LAINE, NORMAN RAYMOND, ROCKVILLE, MD., US ERNEST, MICHAEL VANCE, BALTIMORE, MD., US

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: W.R. GRACE & CO.-CONN., NEW YORK, N.Y., US

8128 New person/name/address of the agent

Representative=s name: FRHR. VON UEXKUELL, J., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. GR

8172 Supplementary division/partition in:

Ref country code: DE

Ref document number: 2858783

Format of ref document f/p: P

Q171 Divided out to:

Ref country code: DE

Ref document number: 2858783

AH Division in

Ref country code: DE

Ref document number: 2858783

Format of ref document f/p: P

D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
AH Division in

Ref country code: DE

Ref document number: 2858783

Format of ref document f/p: P

8328 Change in the person/name/address of the agent

Free format text: STOLBERG-WERNIGERODE, GRAF ZU, U., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. SUCHANTKE, J., DIPL.-ING. HUBER, A., DIPL.-ING. KAMEKE, VON, A., DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. VOELKER, I., DIPL.-BIOL. FRANCK, P., DIPL.-CHEM.ETH DR.SC.TECHN., PAT.-ANWAELTE, 2000 HAMBURG

8339 Ceased/non-payment of the annual fee