DE4119471A1 - Verfahren zur herstellung von plaettchenfoermigen iota aluminiumoxid - Google Patents

Verfahren zur herstellung von plaettchenfoermigen iota aluminiumoxid

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Karin Schmitz
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Description

Die Erfindung betrifft plättchenförmiges Aluminiumoxid, erhältlich durch Oxidation einer Alkalihalogen­ aluminat-Schmelze.
Der stetig ansteigende Bedarf an plättchenförmigen Substraten und die Variationsbreite ihrer Verwendungsmöglichkeiten in unterschiedlichen technischen Bereichen erfordert die stän­ dige Entwicklung neuer Produkte sowie wirtschaftlicher Ver­ fahren zu deren Herstellung.
Plättchenförmige Substrate, d. h. Materialien mit einer im Vergleich zu Länge und Breite relativ geringen Dicke, werden in vielen Bereichen der Technik eingesetzt. So sind plätt­ chenförmige Materialien in feinteiliger Form beispielsweise als Füllmaterialien für Kunststoffe, als Adsorptionsmedien in der Chromatographie, als Bestandteil von Hochleistungskerami­ ken, als Pigmente oder als Katalysatormaterial geeignet.
Unter den Aluminiumoxidpigmenten ist das iota-Al2O3 noch sehr selten in der Literatur beschrieben (s. A. Elliot, R. Huggins J. Am. Ceram. Soc. 58, 497 (1975); W. Cameron Am. Min. 62, 747 (1977)) und in reiner Form praktisch nicht bekannt.
Insbesondere ist iota-Al2O3 mit plattigem Habitus und einer Partikelgröße im Nanometer-Bereich nicht bekannt. Es ist jedoch wünschenswert, ein Verfahren zur Herstellung dieses Substrats zu entwickeln, da es für die zuvor genannten Anwen­ dungen außerordentlich interessant ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, plättchenförmiges Aluminiumoxid in der iota-Modifikation mit einer bevorzugten Partikelgröße im Submikrometer-Bereich herzustellen und ein geeignetes Verfahren zu dessen Herstellung zu entwickeln, welches gleichzeitig durch geringfügige Veränderungen der Reaktionsbedingungen dazu geeignet ist, andere Aluminiumoxid­ modifikationen mit plattigem Habitus, wie beispielsweise α-Al2O3, in reiner Form herzustellen.
Wir fanden nun überraschenderweise, daß plättchenförmiges iota-Al2O3 erhalten werden kann, indem man Alkali-Halogenalu­ minat-Schmelzen mit Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen oxidiert. Als Beispiel für diesen Prozeß dient folgende Reaktionsgleichung:
4 M[AlX₄] + 3 O₂ = 2 i-Al₂O₃ + 4 MCl + 6 X₂
(M = Na⁺, K⁺ oder Cs⁺; X = Cl oder Br).
Führt man die Reaktion in abgegrenzten Temperaturbereichen und bei bestimmter Zudosierung des Oxidationsgases durch, so erhält man überraschenderweise iota-Al2O3 mit plattigem Habi­ tus in reiner Form.
Das verwendete Verfahren hat neben der erstmaligen Reindar­ stellung von iota-Al2O3 die Vorteile, daß nur eine Anionen­ sorte vorliegt, die zudem ein leicht entfernbares Gas lie­ fert, welches erneut zur Herstellung von Metallhalogeniden verwendet werden kann und damit wieder zurückgeführt werden kann.
Gegenstand der Erfindung ist somit hochreines plättchen­ förmiges Aluminiumoxid, dadurch gekennzeichnet, daß es in der iota-Modifikation vorliegt sowie ein Verfahren zur Herstel­ lung von iota-Al2O3, dadurch gekennzeichnet, daß man Sauer­ stoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas in eine Alkali-Halo­ genaluminat-Schmelze einleitet.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin die Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von reinem plättchenförmigen α-Al2O3 mit einer bevorzugten Plättchengröße im Submikrometer-Bereich, indem man der Alkali-Halogenalumi­ nat-Schmelze geringe Mengen FeCl3 zusetzt.
Als Halogene sind insbesondere Chlor und Brom geeignet. Als Alkalimetallkationen können Na⁺, K⁺ und Cs⁺ eingesetzt werden.
Gegenstand der Erfindung ist ferner die Verwendung von nach einem oder mehreren der Ansprüche 2, 3, 5, 6 und 7 herge­ stellten iota-Al2O3 als Katalysator-Bestandteil, als aktives Medium für Adsorptionszwecke in der Chromatographie oder als Bestandteil zur Herstellung von Hochleistungskeramiken. Gegenstand der Erfindung sind letztlich Formulierungen, die das erfindungsgemäße Substrat nach Anspruch 1 oder ein nach Anspruch 2-8 hergestelltes Substrat enthalten.
Die Reaktion wird zweckmäßigerweise wie folgt beschrieben durchgeführt. In einem geeigneten Gefäß, beispielsweise einer "Glove-Box", wird ein Aluminium-(III)-halogenid vorzugsweise Aluminiumchlorid und ein Alkalihalogenid, vorzugsweise Natri­ umchlorid oder Kaliumchlorid, unter Inertgas vermischt. Anschließend wird das Gemisch in ein Reaktionsgefäß an sich bekannter Bauweise eingebracht und unter kontinuierlicher Inertgaseinleitung, vorzugsweise N2, auf eine Temperatur zwischen 400° und 800°C, bevorzugt auf 600°-750°C, besonders bevorzugt auf 650°-700°C erhitzt. Nach Erreichen der Tempera­ tur wird Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas, bevor­ zugt ein Sauerstoff/Inertgas-Gemisch, besonders bevorzugt ein Sauerstoff/Stickstoff-Gemisch, in die Schmelze eingeleitet. Bei der Reaktion entstandenes gasförmiges Halogen, z. B. Chlorgas, entweicht aus einem dafür vorgesehenen Gasaus­ trittsrohr.
Die Bildung von plättchenförmigem iota-Al2O3 hängt von der Zudosierung des Gases bei der gewählten Temperatur der Schmelze ab. Bei Reaktionstemperaturen die im Bereich des Intervalls 400°-800°C liegen, ist eine hohe Sauerstoffzufuhr erforderlich. Hohe Ausbeuten an plättchenförmigem iota-Al₂O₃ werden dann erhalten, wenn die Zudosierung mit etwa 35 bis 90 ml O2/min, vorzugsweise 60-90 ml O2/min, unabhängig von der eingesetzten Halogenaluminat(III)-Konzentration, bei Tempera­ turen von etwa 700°C erfolgt. Durch einfaches Experimentieren kann dann mühelos für alle Temperaturen im angegebenen Inter­ vall der optimale Wert für die Sauerstoffzufuhr gefunden werden.
Werden andere Gase, beispielsweise O2/Inertgas-Gemische, besonders bevorzugt O2/N2-Gemische, eingesetzt, so ist in der Regel die Zudosierung entsprechend dem Verdünnungsgrad zu erhöhen.
Die Reaktionsdauer hängt von den Verfahrensparametern ab und beträgt in der Regel 0,5-10 Stunden, vorzugsweise 1-3 Stun­ den, besonders bevorzugt jedoch 1-1,5 Stunden.
Man erhält iota-Al2O3 mit plattigem Habitus, welches vorzugs­ weise eine Partikelgröße im Submikrometer-Bereich, besonders bevorzugt im Nanometer-Bereich aufweist.
Ferner ist es möglich, nach der zuvor beschriebenen Verfah­ rensweise, durch Zusatz von geringen Mengen Eisen-(III)-chlo­ rid, vorzugsweise von 0,01-10 Gew.%, besonders bevorzugt von 5-10 Gew.% zur Alkali-Halogenaluminat Schmelze, unter Beibe­ haltung der vor- und nachstehend angegebenen Reaktionsbedin­ gungen, insbesondere der besonders bevorzugten, α-Al2O3 von plattigem Habitus mit einer Plättchengröße im Mikro- oder Submikrometer-Bereich herzustellen.
Beispiel 1
3,2 g (24 mmol) AlCl3 und 1,8 g (24 mmol) KCl werden unter Inertgasatmosphäre vermischt und in das Reaktionsgefäß gemäß Fig. 1 eingebracht. Unter kontinuierlicher Stickstoffeinlei­ tung wird das Gemisch auf 700°C erhitzt. Danach wird langsam Sauerstoff in einer Dosierung von etwa 90 ml/min in die Schmelze eingeleitet. Nach 60 Minuten Reaktionszeit wird die Sauerstoffzufuhr unterbrochen und die Schmelze auf Raumtempe­ ratur abgekühlt. Das Produkt wird mit kaltem vollentsalzenem (VE-)Wasser zur Entfernung von nicht umgesetztem Ausgangs­ material gewaschen und anschließend bei 80°C getrocknet.
Man erhält reines plättchenförmiges iota-Al2O3 mit einer Plättchengröße im Bereich von 1-10 nm.
Beispiel 2
Man verfährt analog Beispiel 1, fügt jedoch zusätzlich 5 Gew.% FeCl3 (wasserfrei) zur Salzschmelze hinzu.
Man erhält reines α-Al2O3 mit plattigem Habitus. Die durch­ schnittliche Plättchengröße beträgt 1-10 nm.

Claims (10)

1. Plättchenförmiges reines Aluminiumoxid, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es in der iota-Modifikation vorliegt.
2. Verfahren zur Herstellung von reinem plättchenförmigen Aluminiumoxid, dadurch gekennzeichnet, daß man Sauerstoff oder sauerstoffhaltige Gase in eine Alkali-Halogenalumi­ nat-Schmelze einleitet.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man plättchenförmiges iota-Al2O3 erhält.
4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Plättchengröße im Nanometer-Bereich liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man unter Zusatz von FeCl3 plättchenförmiges α-Al2O3 erhält.
6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Halogen Chlor und als Alkalimetallkation Na⁺ oder K⁺ verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Sauerstoff oder das sauerstoffhaltige Gas bei Temperaturen zwischen 400 und 800°C in die Schmelze einleitet.
8. Verwendung von nach Anspruch 1 hergestelltem iota-Al2O3 für katalytische Anwendungen oder als Katalysator-Be­ standteil.
9. Verwendung von nach Anspruch 1 hergestelltem iota-Al2O3 als aktives Medium für Adsorptionszwecke in der Chromato­ graphie.
10. Verwendung von nach Anspruch 1 hergestelltem iota-Al2O3 als Bestandteil zur Herstellung von Hochleistungskerami­ ken.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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