DE1084252B

DE1084252B - Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxyd und Aluminiumoxydhydraten

Info

Publication number: DE1084252B
Application number: DED28070A
Authority: DE
Inventors: Dr Oswald Bergmann; Dr Karl Torkar
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1957-05-11
Filing date: 1958-05-08
Publication date: 1960-06-30
Also published as: US2984606A; DE1090189B; GB852041A; BE567572A; FR1195806A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxydhydraten und Aluminiumoxyd aus reinem Aluminium, wobei Produkte entstehen, die sich als Katalysatoren oder Katalysatorträger in der chemischen Industrie als besonders geeignet erwiesen haben.

Es ist wesentlich, daß Aluminiumoxyde oder Oxydhydrate, die z. B. in der Mineralölindustrie oder in der Raffiniertechnik als Katalysatoren oder Katalysatorträger verwendet werden, nicht nur in größtmöglicher Reinheit, sondern auch in einer weitgehend definierten und reproduzierbaren Form zur Anwendung kommen.

Diese Forderungen lassen sich am besten dadurch erfüllen, daß bei der Herstellung der Katalysatoren oder Katalysatorträger einfache und reproduzierbare Bedingungen eingehalten werden, die den Aktivitätszustand der Substanzen in immer der gleichen Weise beeinflussen.

Die vorliegende Erfindung dient der Gewinnung von Aluminiumoxydhydraten oder Alumiiniumoxyden von höchstmöglicher Reinheit unter reproduzierbaren Verhältnissen durch eine Elektrolyse, bei der metallisches Aluminium als Kathode verwendet wird.

Bei den bisher bekannten Verfahren bestand der Elektrolyt aus einer Salzlösung. Dies hat den Nachteil, daß das entstehende Aluminiumhydroxyd die Ionen des Salzes, besonders Alkali, adsorptiv bindet und daher nicht in der erforderlichen Reinheit hergestellt werden kann.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß Aluminiummetalle einer Elektrolyse in reinem Wasser unterworfen werden und zur Erzielung einer besseren Leitfähigkeit des Wassers nur metallfreie und schwach dissosiierte Zusätze gewählt werden. Damit steht ein Elektrolyt zur Verfügung, der praktisch frei von Metallionen und von unerwünschten Anionen, wie Chloriden oder Sulfaten, ist. Für die Auswahl der Leitfähigkeit gilt, daß der fertige Elektrolyt weder das Aluminium noch die gebildeten oxydischen Produkte ohne Einwirkung des elektrischen Stromes nennenswert angreifen soll.

Als leitfähig machende Zusätze dienen Kohlendioxyd oder Wasserstoffperoxyd von hoher Reinheit.

Die Art der oxydischen Elektrolyseprodukte kann durch Auswahl der Temperatur, bei der die Elektrolyse stattfindet, und durch die Art des Leitfähigkeitzusatzes reproduzierbar beeinflußt werden.

Der wesentliche Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung besteht also in der Möglichkeit, die Struktur und Beschaffenheit der an der Kathode gebildeten Elektrolyseprodukte durch die Elektrolysebedingungen zu steuern und reproduzierbar zu beeinflussen. Beispielsweise erhält man bei der Elektrolyse unterhalb von 30° C und Zusatz von Kohlendioxyd ein gel-

Verfahren zur Herstellung

von Aluniiniumoxyd
und Aluminiumoxydhydraten

Anmelder:
Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler,
Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien, vom 11. Mai 1957

Dr. Oswald Bergmann, Camden, N. J. (V. St. A.),

und-Dr. Karl Torkar, Graz (Österreich),'

sind als "Erfinder genannt worden

ähnliches, röntgenamorphes Aluminiumoxydhydrat mit 5 bis 6 Mol Wasser. Die entsprechende elektrolytische Behandlung bei höheren Temperaturen, z. B. bei 40 bis 45° C, ergibt jedoch im wesentlichen Böhmit als Kathodenprodukt.

Die Erfindung wird an Hand der nachstehenden Beispiele weiterhin erläutert:

Beispiele

1. Zwei Elektroden aus Aluminiumblech werden als Kathoden beiderseitig von einer als Anode dienenden Platinfolie in einem Behälter aus Plexiglas eingebaut. Die Elektroden hatten eine wirksame Oberfläche von 8 · 8 cm und eine Stärke von 0,5 mm. Als Elektrolyt diente doppelt destilliertes Wasser, in das unter Rühren Kohlendioxyd eingeleitet wurde; die Gasgeschwindigkeit betrug 0,1 l/Min. Durch Außenkühlung wurde die Temperatur auf maximal 30° C gehalten. Bei einem Elektrodenabstand von 1 cm und einer Stromstärke von etwa 0,4 Amp. betrug die Badspannung 70 Volt. Nach Beendigung der Elektrolyse wurde das an der Elektrode abgeschiedene Gel durch Zentrifugieren vom Elektrolyten befreit und im Vakuum über Phosphorpentoxyd getrocknet. Es war röntgenamorph und entsprach der Zusammensetzung Al₂ O₃ · 5H₂O.

2. In der im Beispiel 1 beschriebenen Anordnung wurde als Elektrolyt eine anfänglich 3O°/oige Wasserstoffperoxydlösung benutzt; die Einleitung von Kohlendioxyd unterblieb. Bei einer Stromstärke von 0,1 Amp. ergab sich eine Badspannung von etwa 100 Volt. Eine Erhöhung des Badwiderstandes wurde

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während der Elektrolyse "durch ^weiteren Zusatz von Wasserstoffperoxyd ausgeglichen. Aus der Elektrolyse bei einer Temperatur von etwa 10° C entstand amorphes Aluminiumoxyhydrat neben Bayerit. Bei erhöhter Elektrolysetemperatur, nämlich bei etwa 30° C, wurde praktisch reiner Bayerit erhalten. Bei Temperaturen oberhalb 30° C, nämlich bei 40 bis 50° C, entsteht ebenfalls in der Hauptsache Bayerit, der noch untergeordnete Mengen an Böhmit enthält.

3. Bei der im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsweise, jedoch unter Einhaltung einer Elektrolysetemperatur von 45 bis 50° C und bei einer Badspannung von 140 Volt mit einer Stromstärke von 0,6 Amp. trat als Kathodenprodukt im wesentlichen Böhmit auf.

Die wesentlichen Ergebnisse der vorstehend beschriebenen Versuche sind, soweit es sich um eine Elektrolyse mit Aluminiumkathode und Platinanode handelt, in der Tabelle zusammengestellt.

Elektrolyse- . temperatur	Röntgenstruktur des Leitfähigk CO₂	Reaktionsproduktes eitszusatz H₂O₂
3° C	amorph	amorph + wenig Bayerit ..
10°C	amorph	amorph + Bayerit
20° C 30° C	r amorph	Bayerit
40° C	diffuse Böhmit- struktur + wenig Bayerit	Bayerit + wenig Böhmit
50° C	diffuse Böhmit- struktur + wenig Bayerit	Bayerit + sehr wenig Böhmit
60° C	diffuse Böhmit- struktur + Bayerit	Bayerit (unscharf)

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Aluminiumoxydhydraten bzw. Aluminiumoxyden hoher Reinheit durch Elektrolyse, dadurch gekennzeichnet, daß reines Aluminiummetall als Kathode der Elektrodioxyd oder Wasserstoffperoxyd versetztem Wasser unterworfen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Gmelin, »Handbuch der anorgan. Chemie«; Sep-

lyse in zur Erhöhung der Leitfähigkeit mit Kohlen- teniber-Nr. 35, Teil B, S. 101.

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