DE69633437T2 - Anorganische binder - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bindemitteln aus Verbindungen vom Hydrotalcit-Typ. Diese Verbindungen vom Hydrotalcit-Typ haben eine charakteristische schichtförmige Struktur, umfassend breite und dünne Kristalle mit einem Breite/Dicke-Verhältnis von mehr als 50, und können für die Herstellung von Katalysatoren, Katalysatorträgern und Adsorbern verwendet werden. Die Verbindungen vom Hydrotalcit-Typ werden mit anorganischen Materialien und Wasser vermischt. Das erhaltene Gemisch wird zu Formkörpern verarbeitet, die sich, nach dem Trocknen und Kalzinieren, durch eine hohe mechanische Festigkeit auszeichnen.
  • Die vorliegende Erifindung betrifft ein Verfahren, bei dem ein charakteristisches Hydrotalcitmaterial als Bindemittel für verschiedenste anorganische Materialien, wie z.B. Oxide, Hydroxide, Spinelle und Zeolithe, verwendet wird, um Extrudate, kugelförmige Materialien oder tablettenförmige Materialien herzustellen, die beständig sind und die sich durch eine hohe mechanische Festigkeit auszeichnen. Diese anorganischen Materialien können dann als Katalysatoren, Katalysatorträger oder Adsorber verwendet werden.
  • Bei vielen industriellen Verfahren, bei denen Flüssigkeiten mit Feststoffen in Kontakt gebracht werden, werden Katalysatoren oder Adsorber mit einer bestimmten Form (Formkörper) in einen Festbettreaktor eingebracht. Diese Formkörper haben den Vorteil, dass der Druckverlust minimiert werden kann und dass eine effiziente Flüssigkeitsverteilung erreicht wird. Bei diesen Anwendungen ist es vorteilhaft, wenn ein Zerbrechen und eine Verschlechterung der Eigenschaften der Formkörper unter den spezifischen Prozessbedingungen verhindert werden können. Wenn ein Zerbrechen oder eine Verschlechterung der Eigenschaften der Formkörper nicht verhindert werden kann, führt dies zu einem Druckverlust und zu einer Bildung von Kanälen innerhalb des Festbetts, so dass die Materialien nicht ausreichend miteinander in Kontakt gebracht werden können. Aktive Bestandteile, die als Katalysatoren oder als Adsorber verwendet werden, werden gewöhnlich unter Verwendung von Bindemitteln hergestellt.
  • Die Auswahl des Bindemittels ist entscheidend, da das Bindemittel als solches gewöhnlich an der Reaktion teilnimmt. Die am häufigsten verwendeten Bindemittel sind Pseudoböhmit und kationische Tonmaterialien, wie z.B. Bentonit. Diese Materialien können sehr leicht extrudiert werden und ermöglichen die Herstellung von Extrudaten mit einer hervonagenden Festigkeit. Pseudoböhmit wandelt sich beim Kalzinieren in γ-Aluminiumoxid um, das ein bekannter saurer Träger ist. Bentonit und andere Tonmaterialien können ebenfalls als Katalysatoren für säurekatalysierte Reaktionen verwendet werden. In vielen Fällen ist es erforderlich, dass unerwünschte Nebenreaktionen, hervorgerufen durch die sauren Eigenschaften des Trägers, vermieden werden, indem alkalische Bestandteile zugegeben werden. Die sauren Eigenschaften des Trägers können z.B. zu Krackreaktionen bei der katalytischen Umwandlung von Kohlenwasserstoffen führen. Dies führt zu einer Verkokung des Katalysators und zu einer verringerten Haltbarkeit des Katalysators (siehe US Patent Nr. 5182242). In diesen Fällen kann ein neutrales oder basisches Bindemittel verwendet werden, um unerwünschte Nebenreaktionen zu verhindern.
  • Hydrotalcit ist ein natürlich vorkommendes Mineral, dargestellt durch die Formel:
    Figure 00020001
  • Materialien vom Hydrotalcit-Typ oder anionische Tonmineralien haben eine ähnliche Struktur, dargestellt durch die Formel:
    Figure 00020002
    worin MII und MIII jeweils zwei- bzw. dreiwertige Kationen bedeuten und A ist ein Anion. Diese Materialien sind Mineralien der Pyroaurit-Sjogrenit-Klasse, deren Kristallstruktur in der Literatur beschrieben wird (siehe Allmann, R., Acta Cryst. (1968), B24, 972; Cavani et al., "Catalysis Today", 11, 173 (1991); und die darin zitierten Literaturstellen).
  • Hydrotalcitmaterialien werden gewöhnlich durch Mitfällung von zwei Kationen aus übersättigten Lösungen hergestellt (siehe US Patente Nr. 4165339 und Nr. 3879523 sowie die darin zitierten Literaturstellen). Sie können ebenfalls hergestellt werden, indem aktiviertes Magnesiumoxid mit einer wässrigen Lösung, die Natriumaluminat, ein Carbonat und Hydroxydionen enthält, umgesetzt wird (siehe US Patent Nr. 4904457). Es ist be kannt, dass Hydrotalcitmaterialien, die unter Anwendung der zuvor genannten Verfahren hergestellt wurden, eine hexagonale blättchenförmige Kristallstruktur haben (siehe Reichte, W.T., Chemtech, 1986, 58). Wenn die Materialien bei Raumtemperatur auskristallisiert werden, haben die Kristallite einen Durchmesser im Bereich von etwa 0,01 bis 0,1 µm (Mikron) und können bei einer hydrothermalen Behandlung bis auf eine Größe im Bereich von 1 bis 5 µm (Mikron) anwachsen. In allen Fällen liegt das Durchmesser/-Dicke-Verhältnis der hexagonalen Kristalle in solchen bekannten synthetischen Materialien im Bereich von etwa 5 bis 10. Die Aufnahmen, erhalten unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (REM), sowie die Aufnahmen, erhalten unter Verwendung eines Transmissionselektronenmikroskops (TEM), von Hydrotalcit mit einer hexagonalen blättchenförmigen Kristallstruktur sind jeweils in den 1a und 1b gezeigt.
  • Die Umsetzung einer basischen Magnesiumverbindung mit einer nadelförmigen Struktur mit einer geeigneten Aluminiumverbindung unter basischen Bedingungen führt zu Hydrotalcitmaterialien mit einer nadelförmigen Struktur (siehe US Patent Nr. 4351814).
  • Der Ausdruck "Material vom Hydrotalcit-Typ" ist dem Fachmann bekannt. Dieser Ausdruck wird entsprechend der Definition verwendet, die in der zuvor genannten Veröffentlichung von Cavani et al. angegeben ist.
  • Bei einem Katalysator mit einer guten mechanischen Festigkeit sollte die Bruchfestigkeit eines 1,6 mm (1/16'') Extrudats mindestens mehr als 218 g/mm (0,5 lb/mm), bevorzugt mehr als 435 g/mm (1 lb/mm) und besonders bevorzugt mehr als 870 g/mm (2 lb/mm) betragen. Die Formkörper, die aus bekannten synthetischen Hydrotalcitmaterialien hergestellt werden, haben eine Festigkeit von weniger als 44 g/mm (0,1 lb/mm). Das US Patent Nr. 4656156 beschreibt, dass "aktivierte Hydrotalcite nur schwer zu Formkörpern, wie z.B. kugelförmigen Materialien, Pellets oder Extrudaten, verarbeitet werden können, die gewöhnlich als Adsorber oder als Substrate für katalytische Reaktionen verwendet werden" (siehe Seite 4, Zeilen 7-10), und diese Hydrotalcitmaterialien können nicht als Bindemittel für andere anorganische Materialien vennrendet werden.
  • Die Veröffentlichung EP-A-269966 beschreibt eine körnige Zusammensetzung, die zur Herstellung eines Zahnpflegemittels verwendet wird und die unter Verwendung wasser unlöslicher anorganischer Verbindungen, wie z.B. synthetischem Hydrotalcit, die als Bindemittel verwendet werden, hergestellt wird.
  • Die Veröffentlichung WO-A-93/22237 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von synthetischen Hydrotalcitmaterialien mit einer blättchenförmigen Struktur mit einer mittleren Größe von weniger als 2 µm.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung anorganischer Kompositmaterialien mit einer hohen mechanischen Festigkeit, die als Katalysatoren, Katalysatorträger oder Adsorber vennrendet werden können, bereitzustellen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung anorganischer Kompositmaterialien mit einer hohen mechanischen Festigkeit bereit, umfassend: das in Kontakt bringen (i) einer effektiven Menge eines Materials vom Hydrotalcit-Typ mit einer Struktur, die eine Vielzahl von Schichten aufweist, wobei die Schichten durch ein mittleres Breite/Dicke-Verhältnis im Bereich von etwa 50:1 bis 5000:1 gekennzeichnet sind, dargestellt durch die folgende Formel:
    Figure 00040001
    worin A– ein Anion einer Monocarbonsäure ist, dargestellt durch die Formel RCOO–, wonn R CnH2n+1 bedeutet und n=0-5, x ist eine Zahl zwischen 0,2 und 0,4, und m ist eine Zahl zwischen 0 und 4, mit (ii) mindestens einem anorganischen Material und (iii) einer effektiven Menge an Wasser, und das Trocknen des anorganischen Kompositmaterials.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung anorganischer Kompositmaterialien mit einer hohen mechanischen Festigkeit bereit, umfassend: das in Kontakt bringen (i) einer effektiven Menge eines Materials vom Hydrotalcit-Typ mit einer Struktur, die eine Vielzahl von Schichten aufweist, wobei die Schichten durch ein mittleres Breite/Dicke-Verhältnis im Bereich von etwa 50:1 bis 5000:1 gekennzeichnet sind, dargestellt durch die folgende Formel:
    Figure 00040002
    worin MII zu mindestens 50 Mol% aus Mg besteht, und der Rest von M" besteht aus einem zweiwertigen Kation, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Cu, Zn, Co und Mn, worin MIII zu mindestens 50 Mol% aus Al besteht, und der Rest von MIII besteht aus einem dreiwertigen Kation, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cr und Al, worin A– ein Anion einer Monocarbonsäure ist, dargestellt durch die Formel RCOO–, worin R CnH2+1 bedeutet und n=0-5, x ist eine Zahl zwischen 0,2 und 0,4, und m ist eine Zahl zwischen 0 und 4, mit (ii) mindestens einem anorganischen Material und (iii) einer effektiven Menge an Wasser, und das Trocknen des anorganischen Kompositmaterials.
  • Bevorzugte Ausfühnmgsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung untersuchten die Herstellung von Hydrotalcitmaterialien, dargestellt durch die folgende Formel, indem sie verschiedene Magnesium- und Aluminiumverbindungen und insbesondere verschiedene organische Monocarbonsäuren, wie z.B. Ameisensäure, Essigsäure, Propionsäure und Isobuttersäure, verwendeten:
    Figure 00050001
    worin A– ein Monocarbonsäureanion ist, B ist OH oder ein wahlweise zugegebenes Anion oder eine Kombination von Anionen, und x, y, z und m sind Zahlen, die die folgenden Bedingungen erfüllen:
    • 0,2 < x ≤ 0,4
    • 0,1 < y ≤ 0,5
    • 0 < z ≤ ,4
    • 0 ≤ m ≤ 4,0
    • 1 ≤ n ≤ 3
  • Wenn B nicht vorhanden ist (d.h. z=0), werden die Materialien durch die Formel Mg1–x Alx(OH)2·xA–mH2O dargestellt. Das Monocarbonsäureanion A– kann durch ein oder mehrere verschiedene Anionen mit einer mittleren Wertigkeit von n ersetzt werden, und zwar bis 90 Mol%. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden heraus, dass Materialien vom Hydrotalcit-Typ mit einer Schichtstruktur (im Folgenden als "Schichthydrotalcite" bezeichnet) gewöhnlich auskristallisieren, wenn Monocarbonsäureanionen bei der Synthese verwendet werden, um die positive Ladung der Hydroxidstruktur auszugleichen. Elektronenmikroskopische Aufnahmen der Materialien sind in den 2a, 2b, 3 und 4 gezeigt. Es ist erstaunlich, dass bei der Verwendung von Dicarbonsäuren und anderen Polycarbonsäureverbindungen keine Schichthydrotalcite, wie sie erfindungsgemäß verwendet werden, erhalten werden.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden heraus, dass diese Hydrotalcitmaterialien unter Anwendung eines einfachen und wirtschaftlichen Verfahrens hergestellt werden können. Die Kristallmorphologie konnte ebenfalls erhalten werden, wenn Magnesium teilweise (bis zu 50 Mol%) durch ein Kation, ausgewählt aus Ni, Co, Zn, Cu und Mn, ersetzt wurde, oder wenn Aluminium teilweise (bis zu 50 Mol%) durch ein Kation, ausgewählt aus Cr und Fe, ersetzt wurde.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden ebenfalls heraus, dass sich die Schichthydrotalcite durch verschiedene nützliche Eigenschaften auszeichnen, die sich aus der schichtförmigen Kristallstruktur mit Kristallen mit einem Breite/Dicke-Verhältnis von mehr als 50 ergeben. Diese Schichthydrotalcite können mit anderen anorganischen Materialien und mit einer geeigneten Menge an Wasser vermischt werden, wobei ein plastisch verformbares Gemisch erhalten wird, das zu Formkörpern mit einer hohen mechanischen Festigkeit verarbeitet werden kann. Die mechanische Festigkeit dieser Formkörper nach dem Kalzinieren bleibt erhalten, wenn die Formkörper hohen Temperaturen, wie sie bei den meisten katalytischen Reaktionen auftreten, oder Wasserdampf ausgesetzt werden.
  • 1a zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines herkömmlichen hexagonalen Hydrotalcits bei 20000-facher Vergrößerung.
  • 1b zeigt eine transmissionselektronenmikroskopische Aufnahme des selben Hydrotalcits bei 50000-facher Vergrößerung.
  • 2a zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines Schichthydrotalcits, das erfindungsgemäß vennrendet wird und das unter Verwendung von Essigsäure hergestellt wurde, bei 1500-facher Vergrößerung (Beispiel 1).
  • 2b zeigt eine rasterelektronenmikroskopische Aufnahme eines Schichthydrotalcits, das erfindungsgemäß verwendet wird und das unter Verwendung von Isobuttersäure hergestellt wurde, bei 10000-facher Vergrößerung.
  • 3 zeigt eine transmissionselektronenmikroskopische Aufnahme eines Schichthydrotalcits, das erfindungsgemäß verwendet wird und das unter Verwendung von Essigsäure hergestellt wurde, bei 50000-facher Vergrößerung (Beispiel 1).
  • 4 zeigt eine transmissionselektronenmikroskopische Aufnahme eines Schichthydrotalcits, hergestellt unter Verwendung eines hexagonalen Hydrotalcits als Ausgangsmaterial, Kalzinieren und Umkristallisieren in Gegenwart von Essigsäure, bei 10000-facher Vergrößerung.
  • Ein Vergleich der 1a mit 2a und 2b zeigt, dass sich die Hydrotalcitmaterialien, die erfindungsgemäß verwendet werden, von den herkömmlichen Hydrotalcitmaterialien mit einer hexagonalen blättchenförmigen Struktur unterscheiden. Die Hydrotalcitmaterialien, die erfindungsgemäß verwendet werden, unterscheiden sich ebenfalls von den nadelförmigen Hydrotalcitmaterialien, die im US Patent Nr. 4351814 beschrieben werden. Wie 2a zeigt, ist die Länge der Schicht viel größer als die Dicke. Das Verhältnis ist so groß, dass die Schichten gebogen werden können und eine gefaltete Struktur annehmen. Die Länge der Schichten kann relativ genau unter Verwendung der REM-Aufnahmen (2a, 2b) gemessen werden. 2a zeigt, dass das Verhältnis der maximalen Länge zur minimalen Länge weniger als 5 beträgt. Oft sind die maximale Länge und die minimale Länge in etwa gleich. Im Folgenden bezieht sich die Breite der Schichten auf die maximale Länge. Die Breite kann berechnet werden, indem die maximale Länge von mindestens zehn verschiedenen schichtförmigen Kristalliten Bemittelt wird. Die Schichthydrotalcite, die entsprechend der vorliegenden Erfindung vennrendet werden, umfassen Schichten mit einer Breite im Bereich von 5–500 µm (Mikron).
  • Die Dicke der Schichten kann aus der spezifischen Oberfläche und der Dichte abgeschätzt werden. Die Dicke der Schichten kann entsprechend der folgenden Gleichung berechnet werden: Dicke = 2/(spezifische Oberfläche × Dichte)wenn die spezifische Oberfläche mittels eines BET-Verfahrens bestimmt wird, und die Dichte des Materials vom Hydrotalcit-Typ kann für verschiedene Kationenpaare und Anionen aus kristallographischen Messergebnissen berechnet werden. Die Skelettdichten, berechnet für Materialien vom Hydrotalcit-Typ mit einem Mg,Al-Kationenpaar in einem molaren Verhältnis von Mg/Al = 2,0:1, über Nacht bei 60°C getrocknet, mit verschiedenen Anionen in der Zwischenschicht sind in der folgenden Tabelle angegeben. Tabelle Skelettdichte von verschiedenen Materialien vom Hydrotalcit-Typ (g/cm3)
    Mg-Al-Forrniat 2,01
    Mg-Al-Acetat 1,77
    Mg-Al-Propionat 1,38
    Mg-Al-Isobutyrat 1,32
  • Auf der Grundlage der zuvor angegebenen Formel kann die Dicke der Schichten des Materials vom Hydrotalcit-Typ, das erfindungsgemäß vennrendet wird, zu 0,005 bis 0,1 µm (Mikron) berechnet werden. Folglich beträgt das Breite/Dicke-Verhältnis der Schichten des Materials vom Hydrotalcit-Typ, das erfindungsgemäß verwendet wird, mindestens 50, gewöhnlich bis zu 5000 und im Allgemeinen etwa 500-1500.
  • Die Schichthydrotalcite, die entsprechend der vorliegenden Erfindung vennrendet werden, können hergestellt werden, indem eine Aluminiumverbindung und eine Magnesiumverbindung zusammen mit einer Carbonsäure mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen in Wasser miteinander in Kontakt gebracht werden. Die Aluminiumquelle kann ein reaktives Oxid, Hydroxid, anionisches Salz oder ein Monocarbonsäuresalz sein, wobei Natriumaluminat und Pseudoböhmit bevorzugte Aluminiumquellen sind, und Pseudoböhmit wird beson ders bevorzugt verwendet. Anorganische Salze des dreiwertigen Kations, wie z.B. Aluminiumnitrat, werden erfindungsgemäß nicht als bevorzugte Quelle verwendet. Die Magnesiumquelle kann ein Oxid, ein Hydroxid oder ein Monocarbonsäuresalz sein. Anorganische Salze des zweiwertigen Kations, wie z.B. Magnesiumnitrat, werden erfindungsgemäß nicht als bevorzugte Quelle vennrendet. Die Magnesiumquelle wird in einer Menge zugegeben, so dass das molare Verhältnis von zweiwertigem Metall zu dreiwertigem Metall im Bereich von 1:1 bis 10:1 und bevorzugt im Bereich von 2:1 bis 3:1 liegt. Eine bevorzugte Quelle für Mg ist Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid oder ein Monocarbonsäuresalz von Magnesium, wie z.B. Magnesiumacetat oder Magnesiumformiat, und Magnesiumoxid wird besonders bevorzugt als Quelle vennrendet. Die Menge an Äquivalenten der wasserlöslichen Monocarbonsäure, die zugegeben wird, wird so gewählt, dass das molare Verhältnis von organischem Säureanion zu dreiwertigem Kation bevorzugt 1:1 beträgt, wobei das Verhältnis im Bereich von 0,1:1 bis 1,2:1 liegen kann. Wenn das Verhältnis nicht 1:1 beträgt, wird die Ladung durch Hydroxidionen ausgeglichen, die in dem Synthesemedium vorliegen. Es können auch anorganische Anionen oder Gemische verschiedener anorganischer Anionen in dem Synthesegemisch vorliegen, die an Stelle der Hydroxidionen in die Schichten eingebracht werden. Es ist erfindungsgemäß auf jeden Fall bevorzugt, dass mindestens 10 Mol% der Anionen in dem Synthesegemisch Monocarbonsäureanionen sind. Die Monocarbonsäureäquivalente werden in Form der Säure oder in Form eines Salzes der jeweils verwendeten Kationenkombinationen zugegeben. Der pH-Wert des Synthesegemisches sollte zwischen 7 und 12 liegen und liegt bevorzugt im Bereich von 8 bis 9. Die Kristallisationsreaktion wird durch Erwärmen und Rühren des zuvor beschriebenen Reaktionsgemisches unterstützt. Die Reaktionszeit kann im Bereich von 0,5 Stunden bis mehreren Stunden liegen, d.h. die Reaktion kann 72 Stunden oder länger durchgeführt werden, abhängig von der Reaktionstemperatur und den Mischbedingungen. Die Kristallisation wird unter Atmosphärendnack bei einer Temperatur von mindestens 40°C durchgeführt. Die Kristallisationsgeschwindigkeit kann erhöht werden, wenn die Temperatur erhöht wird. Die Synthese kann ebenfalls bei einem erhöhten Druck in einem geschossenen System durchgeführt werden, wobei die Temperatur oberhalb von 100°C liegen kann, so dass die Reaktionszeit verkürzt wird. Es ist bevorzugt, dass die Kristallisation bei einer Temperatur im Bereich von 60 bis 100°C, besonders bevorzugt bei einer Temperatur im Bereich von 85 bis 95°C, und unter Atmosphärendruck durchgeführt wird. Nach der Kristallisationsphase besteht das Produkt aus einem dicken homogenen Schlamm.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung fanden ebenfalls heraus, dass die Hydrotalcite, die entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden, hergestellt werden können, wenn hexagonale Hydrotalcite als Ausgangsmaterialien verwendet werden. In der Literatur wird beschrieben, dass sich kalzinierte Materialien vom Hydrotalcit-Typ umordnen und ihre ursprüngliche Schichtstruktur annehmen, wenn sie mit Wasser in Kontakt gebracht werden (US Patent Nr. 5079203). Die Temperatur beim Kalzinieren ist kritisch und sollte 500°C nicht übersteigen. Wenn das kalzinierte hexagonale Material vom Hydrotalcit-Typ in einer wässrigen Lösung umkristallisiert wird, die Anionen einer organischen Monocarbonsäure der Formel RCOO– enthält, wonn R CnH2+1 bedeutet und n eine ganze Zahl im Bereich von 0 bis 5 ist, wird ein Material vom Hydrotalcit-Typ mit einer Schichtstruktur erhalten. Entsprechend diesem Verfahren kann hexagonaler Hydrotalcit, der entsprechend einem anderen Verfahren hergestellt wurde, in ein Materal vom Hydrotalcit-Typ mit einer schichtförmigen Struktur, wie es erfindungsgemäß vennrendet wird, umgewandelt werden.
  • Es ist klar, dass die Gegenwart von Anionen einer wasserlöslichen Monocarbonsäure der Schlüssel bei der Herstellung des schichtförmigen Hydrotalcits ist.
  • Eine getrocknete Probe des Schlamms zeigt ein Röntgenbeugungsmuster, das charakteristisch für Hydrotalcitmaterialien ist, wobei die d-Abstände jedoch in Folge der größeren eingelagerten organischen Anionen erweitert sind. Ein typisches Röntgenbeugungsmuster eines kristallinen schichtförmigen Hydrotalcits, hergestellt unter Verwendung von Essigsäure, wurde bestimmt und ist in Tabelle 1 angegeben.
  • Die Kristallinität des Materials kann von der Reaktionstemperatur, der Reaktionszeit und den Mischbedingungen abhängen. Die meisten schichtförmigen Hydrotalcite zeigen Beugungsmuster mit starken 001-Linien und schwachen und teilweise undeutlichen nk0-Linien. Dies ist auf die einzigartige Morphologie der Kristalle zurückzuführen. Die Kristallinität kann einfach bestimmt werden, indem einige Tropfen der Synthesesuspension auf einem Glasträger aufgebracht und getrocknet werden und das getrocknete Material mittels Röntgenbeugung analysiert wird. Wie bei gewöhnlichen Schichtstrukturen werden bei diesem Verfahren die Kristalle orientiert, so dass die 001-Linien verstärkt werden. Verschiedene d(003)-Abstände, erhalten unter Verwendung von Anionen verschie denen Monocarbonsäuren, sind in Tabelle 2 angegeben. Die Proben für die REM-Aufnahmen wurden durch Gefriertrocknen des Schlamms hergestellt, um zu verhindern, dass sich die Proben aufrollen, was bei einem herkömmlichen Trocknungsprozess passieren würde.
  • Nach der Herstellung kann der Hydrotalcit (falls erforderlich) gewaschen und getrocknet werden. Der Trocknungsprozess kann in einem Ofen durchgeführt werden, aber es ist bevorzugt, dass der Schlamm mittels Sprühtrocknen getrocknet wird, so dass ein Material mit hervonagenden Bindemitteleigenschaften erhalten wird. Ein typischer teilchenförmiger Feststoff, hergestellt mittels Sprühtrocknen, zeichnet sich durch unerwartete und einzigartige Eigenschaften aus, wie z.B. durch eine hervonagende Dispergierbarkeit und Quellbarkeit. Wenn der sprühgetrocknete Hydrotalcit mit Wasser vermischt wird, wird in Folge der Rehydratation und Dispersion in die ursprünglichen Kristallite ein homogenes Gel erhalten. Im Gegensatz dazu können Materialien vom Hydrotalcit-Typ, hergestellt unter Anwendung des zuvor beschriebenen Verfahrens, die in einem Ofen getrocknet und dann gemahlen wurden, nur schwer rehydratisiert oder dispergiert werden. Bei den Verfahrensschritten, die im Folgenden beschrieben werden, wird eine höhere mechanische Festigkeit erreicht, wenn der zugegebene Hydrotalcit ein homogenes Gel bildet. Es ist deshalb erfindungsgemäß bevorzugt, dass das Material vom Hydrotalcit-Typ in Form eines sprühgetrockneten Pulvers verwendet wird.
  • Die Herstellung der verschiedenen anorganischen Materialien umfasst einen oder mehrere der folgenden Schritte: (1) Das anorganische Material bzw. die anorganischen Materialien werden mit dem sprühgetrockneten Hydrotalcit und einer effektiven Menge an Wasser vermischt, wobei ein verformbares Gemisch erhalten wird. Es werden bevorzugt anorganische Materialien verwendet, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einfachen Metalloxiden, Mischmetalloxiden und physikalischen Gemischen von Oxiden der Metalle der Gruppen IIA bis IVA und der Übergangsmetalle. Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die CAS-Version des Periodensystems für die Nomenklatur verwendet. In der Literatur (Cavani et al., "Catalysis Today", 11, 173 (1991)) wird beschrieben, dass Hydrotalcite beim Kalzinieren bei einer Temperatur von 350°C oder darüber 35% ihres Gewichts verlieren. Bei vielen katalytischen Anwendungen ist es erforderlich, dass die Formkörper bei einer Temperatur von 300°C oder darüber vorbehandelt wer den. Deshalb beziehen sich die Angaben in Gewichtsprozent für den Hydrotalcit, der als Bindemittel verwendet wird, erfindungsgemäß auf das kalzinierte Material.
  • Der Hydrotalcit, der als Bindemittel verwendet wird, muss in einer effektiven Menge verwendet werden, die jedoch von der Verwendung des fertigen anorganischen Kompositmaterials abhängt. Wenn die Menge an Hydrotalcit in dem Gemisch erhöht wird, wird die mechanische Festigkeit des fertigen Kompositmaterials erhöht. Die Untergrenze der Menge an verwendetem Hydrotalcit hängt von der Verwendung des fertigen anorganischen Kompositmaterials ab, aber in allen Fällen ist der Hydrotalcit ein wesentlicher Bestandteil des fertigen Kompositmaterials, das sich, wenn es zu einem Formkörper verarbeitet wurde, durch eine hervorragende mechanische Festigkeit auszeichnet. Die Obergrenze der Menge an Hydrotalcit in dem trockenen Gemisch liegt ertindungsgemäß bei etwa 50 Gew.%.
  • Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil und wird verwendet, damit der Hydrotalcit durch Rehydratation und Dispersion der ursprünglichen Kristallite ein homogenes Gel bildet. Die Rehydratation und die nachfolgende Dehydratation im Trocknungsprozess sind erforderlich, damit Bindungen zwischen dem Hydrotalcit und dem anorganischen Material gebildet werden können, wodurch die gute mechanische Festigkeit des fertigen Kompositmaterials erreicht wird. Das Wasser unterstützt ebenfalls das homogene Vermischen des anorganischen Materials bzw. der anorganischen Materialien mit dem Hydrotalcit. Wenn das anorganische Kompositmaterial nachfolgend zu einem Formkörper verarbeitet wird, macht das Wasser das Gemisch plastisch verformbar. Der Wassergehalt des Gemisches hat einen Einfluss auf die Homogenität, das Verfahren zur Herstellung des Formkörpers usw., aber in allen Fällen wird ertindungsgemäß eine effektive Menge an Wasser, das einen wesentlichen Bestandteil darstellt, verwendet. Die Obergrenze des Gehalts an Wasser in dem plastisch verformbaren Gemisch kann bis zu 50 Gew.% betragen.
  • Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die jeweiligen Mengen der drei wesentlichen Bestandteile in weiten Bereichen variieren können. Es gibt zahlreiche Kombinationen, die jeweils in Abhängigkeit von der Art des anorganischen Materials und den gewünschten physikalischen Eigenschaften (z.B. der Bruchfestigkeit) gewählt werden können. Wenn z.B. eine spezifische minimale Bruchfestigkeit bestimmt wurde und ein spezifisches anorganisches Material ausgewählt wurde, können die Menge an Hydrotalcit und die Menge an Wasser mit wenigen Versuchen leicht ermittelt werden. Es ist erfindungsgemäß lediglich erforderlich, dass der Hydrotalcit und das Wasser in effektiven Mengen (die nicht oberhalb der zuvor genannten maximalen Mengen liegen) zugegeben werden, so dass ein Formkörper mit einer guten mechanischen Festigkeit (d.h. mit einer Bruchfestigkeit von mindestens 218 g/mm (0,5 lb/mm) bei einem 1,6 mm (1/16'') Extrudat) erhalten wird.
  • Das Bindemittel zeichnet sich dadurch aus, dass eine Säure für die Peptisierung, die bei Aluminiumoxidmaterialien verwendet werden muss, nicht zugegeben werden muss. Das Bindemittel zeichnet sich ebenfalls dadurch aus, dass kein weiterer Bestandteil zugegeben werden muss, um ein verformbares Material zu erhalten. (2) Das verformbare Gemisch wird dann zu tablettenförmigen Materialien, Extruadaten oder kugelförmigen Materialien verarbeitet. Es ist bevorzugt, dass das Gemisch extrudiert wird, da auf diese Weise Formkörper mit einem sehr kleinen Querschnitt hergestellt werden können. Beim Extrudieren wird ein Schneckenextruder verwendet. Erfindungsgemäß ist es möglich, dass verschiedenste anorganische Materialien extrudiert werden können, ohne dass hohe Drucke angewandt werden müssen, die von Schneckenextrudern nicht erreicht werden können. (3) Die Formkörper werden dann allmählich getrocknet, um die gesamte Menge an Wasser zu entfernen, ohne dass thermische Spannungen erzeugt werden, welche die Formkörper schwächen könnten. (4) Die getrockneten Formkörper können dann gegebenenfalls bei einer höheren Temperatur kalziniert, mit Dampf behandelt, mit anderen katalytisch aktiven Materialien imprägniert oder unter Anwendung anderer bekannter Verfahren behandelt werden.
  • Die Gemische der erfindungsgemäßen Beispiele wurden gewöhnlich zu einem zylindrischen Formkörper mit einem Durchmesser von 1,6 mm (1/16'') und einer Länge von 6,4 mm (1/4'') verarbeitet. Die Bruchfestigkeit der gebildeten Extradate wurde unter Verwendung eines Testgeräts zur Bestimmung der Bruchfestigkeit eines einzelnen Pellets entsprechend einer Prozedur durchgeführt, die ähnlich der Prozedur ist, die in der Vorschrift ASTM D4179-88a angegeben ist. Die angegebenen Festigkeiten beziehen sich auf die Bruchfestigkeiten in radialer Richtung. Gewöhnlich wurden mindestens 15–20 Extradate einzeln zerbrochen und die mittlere Bruchfestigkeit wird in g/mm (lb/mm) angegeben.
  • Tabelle 1 Pulverbeugungsmuster von schichtförmigem Hydrotalcit, hergestellt in Beispiel 1, getrocknet bei Raumtemperatur. Die Abstände sind in nm (Å) angegeben.
    Figure 00140001
  • Tabelle 2 d(003)-Abstände verschiedener schichtförmiger Hydrotalcite, hergestellt unter Verwendung verschiedener organischer Säuren, getrocknet bei 60°C (Beispiele 1–4).
    Figure 00140002
  • Beispiel 1
  • Dieses Beispiel beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines typischen Hydrotalcits mit einer Schichtstruktur, der als Bindemittel vennrendet wird. 15,5 g Pseudoböhmit (Versal 850) wurden in 500 ml entionisiertem Wasser aufgeschlämmt. 13,7 g Essigsäure wurden zu dem Schlamm gegeben. Die Suspension wurde 0,5 Stunden lang intensiv gerührt und auf 50-60°C erwärmt. Dann wurden 17,7 g Magnesiumoxid (Magchem 10-325 von Martin Marietta) zusammen mit 1,5 l entionisiertem Wasser zu dem erhaltenen Gemisch gegeben, und das Gemisch wurde 6 Stunden lang auf 85-95°C erwännt. Das Vefiältnis von Magnesium zu Aluminium in dem Gemisch betrug 2:1, und das Vefiältnis von Carbonsäureanion zu Aluminium betrug 1:1. Ein Teil des Schlamms wurde bei 60°C getrocknet und mittels Röntgenbeugung untersucht, wobei sich zeigte, dass sich eine Hydrotalcitphase gebildet hatte. Ein anderer Teil des Schlamms wurde einer TEM-Analyse unterworten, wobei sich zeigte, dass schichtförmiger Hydrotalcit gebildet worden war. Die spezifische Oberfläche einer Probe, die bei 150°C getrocknet und konditioniert worden war, betrug etwa 35 m²/g, was einer Dicke von etwa 0,03 µm (Mikron) entspricht. Die mittlere Breite der Schichten, bestimmt unter Verwendung von SEM-Aufnahmen, betrug 30 µm (Mikron), so dass das Breite/Dicke-Vefiältnis 1000 betrug. Der Schlamm wurde dann sprühgetrocknet, wobei ein Bindemittel aus schichtförmigem Hydrotalcit erhalten wurde.
  • Beispiel 2
  • 326 g Titandioxid wurden mit 135 g des Hydrotalcits von Beispiel 1 vermischt, das Gemisch wurde 5 Minuten lang trocken gemischt, und dann wurden 120 g Wasser zugegeben, wobei eine extrudierbare Paste erhalten wurde. Die Paste wurde unter Verwendung eines 25,4 mm (1'') Laborextruders extrudiert, wobei Extradate mit einem Durchmesser von 1,6 mm (1/16'') erhalten wurden. Die Extradate wurden über Nacht bei 100°C getrocknet und dann 2 Stunden lang bei Temperaturen von 400°C, 600°C und 800°C kalziniert. Die Extradate enthielten 20 Gew.% Hydrotalcit als Bindemittel, bezogen auf das kalzinierte Material. Die Bruchfestigkeiten der Pellets nach dem Kalzinieren sind in Tabelle 1 angegeben, zusammen mit Vergleichsproben für Titandioxid.
  • Tabelle 1 Bruchfestigkeiten von Titandioxidkatalysatoren
    Figure 00160001
  • Vergleichsbeispiel 2a
  • 258 g Titandioxid wurden mit 113 g Hydrotalcit, hergestellt entsprechend dem Vertahren, das im US Patent Nr. 3879525 beschrieben wird, vermischt. Dann wurde Wasser zugegeben, wobei eine extrudierbare Paste erhalten wurde. Die Paste wurde unter Verwendung eines 25,4 mm (1'') Laborextnaders extrudiert, wobei Extradate mit einem Durchmesser von 1,6 mm (1/16'') erhalten wurden. Die Extrudate wurden über Nacht bei 100°C getrocknet und dann 2 Stunden lang bei 400°C kalziniert. Die Bruchfestigkeit ist in Tabelle 1 angegeben.
  • Vergleichsbeispiel 2b
  • 201 g Titandioxid wurden mit Wasser vermischt, wobei eine extrudierbare Paste erhalten wurde. Die Paste wurde unter Verwendung eines 25,4 mm (1 ") Laborextruders extrudiert, wobei Extradate mit einem Durchmesser von 1,6 mm (1/16") erhalten wurden. Die Extradate wurden über Nacht bei 100°C getrocknet und dann 2 Stunden lang bei 400°C kalziniert. Die Bruchfestigkeit ist in Tabelle 1 angegeben.
  • Beispiel 3
  • (a) 260 g Zinkoxid wurden mit 171 g Hydrotalcit vermischt, und das Gemisch wurde trocken gemischt. Dann wurden 109 g Wasser zugegeben, wobei eine extrudierbare Paste erhalten wurde. Die Paste wurde unter Verwendung eines 25,4 mm (1'') Laborextruders extrudiert, wobei Extradate mit einem Durchmesser von 1,6 mm (1/16'') erhalten wurden. Die Extradate wurden über Nacht bei 100°C getrocknet und dann 2 Stunden lang bei 400°C kalziniert. Die Extradate enthielten 30 Gew.% Hydrotalcit als Bindemittel, bezogen auf das kalzinierte Material. Die Bruchfestigkeit der Extradate ist in Tabelle II angegeben. (b) 250 g Zinkoxid wurden mit 97 g Hydrotalcit vermischt und in der gleichen Weise wie in Beispiel 3(a) beschrieben extrudiert. Die Extradate enthielten 20 Gew.% Hydrotalcit, bezogen auf das kalzinierte Material. Die Bruchfestigkeit nach dem Kalzinieren ist in Tabelle II angegeben. (c) 274 g Zinkoxid wurden mit 22 g Hydrotalcit vennischt und in der gleichen Weise wie in Beispiel 3(a) beschrieben extrudiert. Die Extrudate enthielten 5 Gew.% Hydrotalcit als Bindemittel, bezogen auf das kalzinierte Material. Die Bruchfestigkeit nach dem Kalzinieren ist in Tabelle II angegeben.
  • Vergleichsbeispiel 3
  • 308 g Zinkoxid wurden mit Wasser vermischt, wobei eine extrudierbare Paste erhalten wurde. Die Paste wurde unter Verwendung eines 25,4 mm (1") Laborextruders extrudiert, wobei Extradate mit einem Durchmesser von 1,6 mm (1/16") erhalten wurden. Die Extradate wurden über Nacht bei 100°C getrocknet und dann 2 Stunden lang bei 400°C kalziniert. Die Bruchfestigkeit ist in Tabelle II angegeben.
  • Tabelle II Bruchfestigkeiten von Zinkoxidkatalysatoren
    Figure 00180001
  • Beispiel 4
  • (a1) 433 g Kupferchromit (Engelhard Cu-1800P) wurden mit 170 g Hydrotalcit vermischt. Dann wurde Wasser zugegeben, wobei eine extrudierbare Paste erhalten wurde. Die Paste wurde unter Verwendung eines 25,4 mm (1'') Laborextruders extrudiert, wobei Extrudate mit einem Durchmesser von 1,6 mm (1/16'') erhalten wurden. Die Extradate wurden über Nacht bei 100°C getrocknet und dann 2 Stunden lang bei 400°C kalziniert. Die Extradate enthielten 20 Gew.% Hydrotalcit als Bindemittel, bezogen auf das kalzinierte Material. Die Bruchfestigkeit der Extradate ist in Tabelle III angegeben. (b) 156 g Kupferchromit (Engelhard Cu-1800p) wurden mit 118 g Hydrotalcit vermischt und in der gleichen Weise wie in Beispiel 4(a) beschrieben extrudiert und kalziniert. Die Extradate enthielten 33 Gew.% Bindemittel, bezogen auf das kalzinierte Material. Die Bruchfestigkeit der Extradate ist in Tabelle III angegeben. Die Bruchfestigkeit der Extradate wurde mit der Bruchfestigkeit eines handelsüblich erhältlichen extrudierten Kupferchromitkatalysators (Cu-1230 E 1/16) von Engelhard, der 33 Gew.% Bindemittel enthielt, verglichen.
  • Tabelle III Bruchfestigkeiten von Kupferchromitkatalysatoren
    Figure 00190001
  • Beispiel 5
  • 254 g Sorbplus (Alcoa's gesetzlich geschützte Metalloxidhydroxidverbindung) wurden mit 76 g Hydrotalcit vermischt. Dann wurde entionisiertes Wasser zugegeben, wobei eine extrudierbare Paste erhalten wurde. Die erhaltene Paste wurde zu Extrudaten mit einem Durchmesser von 1,6 mm (1/16'') verarbeitet, die dann über Nacht bei 100°C getrocknet und dann 2 Stunden lang bei 400°C kalziniert wurden. Die Bruchfestigkeit der Extradate ist in Tabelle IV angegeben.
  • Vergleichsbeispiel 5
  • 250 g Sorbplus (Alcoa's gesetzlich geschützte Metalloxidhydroxidverbindung) wurden mit Wasser vermischt, wobei eine extrudierbare Paste erhalten wurde. Die erhaltene Paste wurde zu Extrudaten mit einem Durchmesser von 1,6 mm (1/16'') verarbeitet, die dann über Nacht bei 100°C getrocknet und dann 2 Stunden lang bei 400°C kalziniert wurden. Die Bruchfestigkeit ist in Tabelle IV angegeben.
  • Tabelle IV Bruchfestigkeiten von Sorbplus
    Figure 00200001
  • Beispiel 6
  • 255 g Valfor 100, ein handelsüblich erhältlicher A Zeolith, erhältlich von PQ Corporation, wurden 5 Minuten lang mit 100 g des schichtförmigen Hydrotalcits vermischt. Dann wurden unter intensivem Rühren 84 g Wasser zu dem Gemisch gegeben, wobei eine extruadierbare Paste erhalten wurde. Die erhaltene Paste wurde zu Extrudaten mit einem Durchmesser von 1,6 mm (1/16'') verarbeitet, die dann über Nacht getrocknet und dann 2 Stunden lang bei 400°C kalziniert wurden. Die Bruchfestigkeit der Extrudate betrug 305 g/mm (0,7 lb/mm).
  • Beispiel 7
  • 2000 g schichtförmiger Hydrotalcit wurden zu 865 g Celite (Manville 545) gegeben, und das Gemisch wurde trocken gemischt. Dann wurden 560 g Wasser zugegeben, wobei eine extrudierbare Paste erhalten wurde. Die Paste wurde dann unter Verwendung eines handelsüblich erhältlichen Extruders mit einer 1,3 mm (1/20'') Düse zu einem Extrudat mit einem trilobalen Querschnitt verarbeitet. Die Extrudate wurden über Nacht getrocknet und dann 16 Stunden lang bei 400°C kalziniert. Drei Teile der kalzinierten Extrudate wurden 24 Stunden lang bei Temperaturen von jeweils 400°C, 500°C und 600°C in einen Festbettreaktor (LHSV = 2 Std.–1) eingebracht. Die Bruchfestigkeit der mit Dampf behandelten Extrudate wurde mittels eines Schüttgut-Bruchfestigkeitstests wie folgt bestimmt: 20 g der Testprobe wurden in eine Düse mit einem Durchmesser von 38 mm (1,5") eingebracht; die Düse wurde 1 Minute lang unter einen geeigneten Druck gesetzt, wobei leicht gegen die Düse geklopft wurde; nachdem der Druck aufgehoben worden war, wurde das Gewicht der Fraktion bestimmt, die ein 100 mesh Sieb passierte; das Verfahren wurde unter zwei verschiedenen Drucken wiederholt, und die Ergebnisse wurden interpoliert, um den Druck zu bestimmen, bei dem 1 Gew.% feine Teilchen erzeugt wurden. Die Ergebnisse in Tabelle V zeigen, dass diese Oxide oder Hydroxide, die mit dem schichtförmigen Hydrotalcit verbunden waren, eine brauchbare Festigkeit aufwiesen, selbst wenn sie bei 600°C mit Dampf behandelt worden waren.
  • Tabelle V Schüttgut-Bruchfestigkeit von Hydrotalciten nach der Behandlung mit Dampf
    Figure 00210001
  • Beispiel 8
  • Um die Wirksamkeit der erfindungsgemäßen Materialien zu demonstrieren, wurde das in Beispiel 4(b) hergestellte Material vennrendet, um einen Strom, umfassend 25 Gew.% Alphamethylstyrol (AMS) in Cumen, in der Flüssigphase zu Cumen zu hydrieren. Die Reaktion wurde in einem rohrtönnigen 6,4 mm (1/4'') Festbettreaktor mit einem Mantel durchgeführt, der über ein Ölbad geheizt wurde. 41 g des extrudierten Materials von Beispiel 4(b) wurden zuerst 4 Stunden lang bei 150°C in einem Strom aus reinem Wasserstoff reduziert. Die Temperatur wurde dann verringert, und ein Strom aus AMS und Cumen wurde zusammen mit Wasserstoff zugeführt. Die Bedingungen und Testergebnisse sind in der folgenden Tabelle VI angegeben. AMS wurde unter diesen Bedingungen mit einer Selektivität von mehr als 99% zu Cumen hydriert. Ein ähnlicher Vergleichsversuch wurde unter Verwendung von handelsüblich erhältlichen Kupferchromitextrudaten (Cu-1230 E 1/16'', erhältlich von Engelhard) durchgeführt, wobei die gleichen Ergebnisse erhalten wurden.
  • Figure 00220001

Claims (19)

  1. Verfahren zur Herstellung anorganischer Kompositmaterialien mit einer hohen mechanischen Festigkeit, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: das in Kontakt bringen (i) einer effektiven Menge eines Materials vom Hydrotalcit-Typ mit einer Struktur, die eine Vielzahl von Schichten aufweist, wobei die Schichten durch ein mittleres Breite/Dicke-Verhältnis im Bereich von etwa 50:1 bis 5000:1 gekennzeichnet sind, dargestellt durch die folgende Formel: Mg1–x Alx(OH)2·xA–mH2Oworin A– ein Anion einer Monocarbonsäure ist, dargestellt durch die Formel RCOO–, worin R CnH2n+1 bedeutet und n=0-5, x ist eine Zahl zwischen 0,2 und 0,4, und m ist eine Zahl zwischen 0 und 4, mit (ii) mindestens einem anorganischen Material und (iii) einer effektiven Menge an Wasser, und das Trocknen des anorganischen Kompositmaterials.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Mg in dem Material vom Hydrotalcit-Typ in einer Menge von bis zu etwa 50 Mol% durch ein zweiwertiges Kation ersetzt ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Cu, Zn, Co und Mn.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Al in dem Material vom Hydrotalcit-Typ in einer Menge von bis zu etwa 50 Mol% durch ein dreiwertiges Kation ersetzt ist, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cr und Fe.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Breite/Dicke-Verhältnis der Schichten des Materials vom Hydrotalcit-Typ im Bereich von etwa 100:1 bis 2000:1 liegt.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Breite/Dicke-Verhältnis der Schichten des Materials vom Hydrotalcit-Typ im Bereich von etwa 500:1 bis 1500:1 liegt.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das anorganische Material ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus einfachen Metalloxiden, Metallmischoxiden und physikalischen Gemischen von Oxiden der Metalle der Gruppen IIA bis IVA und der Übergangsmetalle.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das anorganische Material Siliciumoxid ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das anorganische Material ein Spinell ist.
  9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das anorganische Material ein Zeolithmaterial ist.
  10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Menge des Materials vom Hydrotalcit-Typ bis zu etwa 50 Gew.% beträgt, bezogen auf das Trockengewicht der Materialien, die miteinander in Kontakt gebracht werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Menge an Wasser bis zu etwa 50 Gew.% beträgt, bezogen auf das Gewicht der Materialien, die miteinander in Kontakt gebracht werden.
  12. Verfahren nach Anspruch 1, weiterhin umfassend einen Schritt, bei dem die miteinander in Kontakt gebrachten Materialien vor dem Trocknen zu mindestens einem Formkörper verarbeitet werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Formkörper durch Extrudieren hergestellt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Formkörper durch Pelletieren des Gemisches hergestellt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Formkörper hergestellt wird, indem das Gemisch zu einem kugelförmigen Körper verarbeitet wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 12, weiterhin umfassend einen Schritt, bei dem der Formkörper kalziniert wird.
  17. Verfahren nach Anspruch 12, weiterhin umfassend einen Schritt, bei dem der Formkörper bei einer Temperatur von bis zu etwa 600°C mit Dampf in Kontakt gebracht wird.
  18. Verfahren nach Anspruch 13, wobei der extrudierte Formkörper nach dem Trocknen eine Bruchfestigkeit von mindestens etwa 435 g/mm (1,0 lb/mm) hat.
  19. Verfahren zur Herstellung anorganischer Kompositmaterialien mit einer hohen mechanischen Festigkeit, umfassend die folgenden Verfahrensschritte: das in Kontakt bringen (i) einer effektiven Menge eines Materials vom Hydrotalcit-Typ mit einer Struktur, die eine Vielzahl von Schichten aufweist, wobei die Schichten durch ein mittleres Breite/Dicke-Verhältnis im Bereich von etwa 50:1 bis 5000:1 gekennzeichnet sind, dargestellt durch die folgende Formel:
    Figure 00250001
    worin MII zu mindestens 50 Mol% aus Mg besteht, und der Rest von M" besteht aus einem zweiwertigen Kation, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Cu, Zn, Co und Mn, wonn MIII zu mindestens 50 Mol% aus Al besteht, und der Rest von MIII besteht aus einem dreiwertigen Kation, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cr und Al, worin A– ein Anion einer Monocarbonsäure ist, dargestellt durch die Formel RCOO'', wonn R CnH2n+1 bedeutet und n=0–5, x ist eine Zahl zwischen 0,2 und 0,4, und m ist eine Zahl zwischen 0 und 4, mit (ii) mindestens einem anorganischen Material und (iii) einer effektiven Menge an Wasser, und das Trocknen des anorganischen Kompositmaterials.
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