DE102005048201A1 - Method and device, for continuous precipitation of nanoscalic product, comprises preparing primary particles by chemical reaction precipitating and optionally modifying the particle surface by chemical precipitating or co-precipitating - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und die dazugehörigen Vorrichtungen zur kontinuierlichen Herstellung von morphologisch einheitlichen, nanoskalig stabilisierten Produkten mit enger Partikelgrößenverteilung durch Fällung in verstopfungsfreien Mikroreaktoren und in definierbarem, zeitlichem Abstand erfolgende Oberflächenmodifizierung.The The present invention relates to a method and associated apparatus for the continuous production of morphologically uniform, nanoscale stabilized products with narrow particle size distribution by precipitation in clog-free microreactors and in definable, temporal Spacing surface modification.
Hintergrund zur Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, dass bei Fällungen der chemische Aufbau, der physikalische Aufbau, die Morphologie und auch die strukturelle Homogenität der ausfallenden Teilchen auf vielfältige Weise beeinflusst werden können.background The object of the present invention is the fact that at felling the chemical composition, physical structure, morphology and also the structural homogeneity of the precipitating particles on diverse Way can be influenced.
Zum Erreichen einer möglichst geringen Partikelgröße ist die Energiebilanz der entstehenden Teilchen von entscheidender Bedeutung. Die Energie eines Teilchens setzt sich zusammen aus der bei der Kristallisation freiwerdenden Gitterenergie und der aufzubringenden Energie der entstehenden Oberfläche. Für sehr kleine Kristallite ist die freiwerdende Gitterenergie so klein und die aufzubringende Oberflächenenergie vergleichsweise so hoch, dass die Moleküle lieber im gelösten Zustand verbleiben. Erst für größere Kristallite, bestehend aus einer kritischen Anzahl von Molekülen wird die Gesamtenergie günstig. Die Kristallite wachsen also erst sobald die kritische Anzahl Moleküle, ab welcher die Kristallitbildung energetisch günstig ist, überschritten wird. Mit der Hilfe von Oberflächenmodifikatoren lässt sich die aufzubringende Oberflächenenergie aber verringern. Somit wird die kritische Anzahl Moleküle, ab welcher die Kristallitbildung energetisch günstig ist, herabgesetzt.To the Achieve as possible small particle size is the Energy balance of the resulting particles of crucial importance. The energy of a particle is composed of the crystallization liberated lattice energy and the energy to be applied resulting surface. For very small crystallites is so small and liberated grid energy the surface energy to be applied comparatively high, that the molecules prefer to be in the dissolved state remain. Only for larger crystallites, consisting of a critical number of molecules becomes the total energy Cheap. The crystallites grow so only as soon as the critical number of molecules, from which the crystallite formation is energetically favorable, is exceeded. With the Help of surface modifiers let yourself the surface energy to be applied but decrease. Thus, the critical number of molecules from which the Crystallization energetically favorable is, lowered.
Für die Partikelgrößenverteilung spielt zunächst die Geschwindigkeit bei der Mischung eine entscheidende Rolle. Bei einer schnell ablaufenden chemischen Fällung in einem gerührten Reaktor ist die Mischungsgeschwindigkeit, mit der die Reaktanden vermischt werden, regelmäßig langsamer als die Keimbildungsgeschwindigkeit. Darüberhinaus treten in einem solchen Reaktor bereits diffusionskontrolliert gefällte Partikel ständig mit frisch zugeführten Reaktanden und auch mit den daraus entstehenden Keimen in Kontakt. Dies führt letztlich zu einem unkontrollierbaren Partikelwachstum und unterschiedlichen Partikelgrößen.For the particle size distribution plays first the speed of mixing is crucial. at a rapid chemical precipitation in a stirred reactor is the mixing rate at which the reactants mix become slower regularly as the nucleation rate. In addition, occur in such Reactor already diffusion-controlled precipitated particles constantly with freshly added reactants and also with the resulting germs in contact. This ultimately leads to an uncontrollable particle growth and different Particle sizes.
Die Fällung in einem solchen Rührreaktor bedeutet aber weiterhin, dass die entstehenden Keime in einer noch nicht völlig durchmischten, also inhomogenen Umgebung entstehen. Inhomogene Umgebung bedeutet die Existenz von Gradienten bezüglich des pH-Wertes und auch der Konzentrationen an Reaktanden und bereits entstandenen Keimen oder auch bereits entstandenen, größeren Teilchen. Da sich bei unterschiedlichen pH- Werten häufig unterschiedliche Partikelmorphologieen bilden, bedeutet die Fällung im Rührreaktor also die Bildung von Partikeln mit breiter Partikelgrößenverteilung und dass die einzelnen Partikel zusätzlich eine morphologisch heterogene Struktur aufweisen können.The precipitation in such a stirred reactor means but continue that the emerging germs in one yet completely mixed, so inhomogeneous environment arise. Inhomogeneous environment means the existence of gradients in terms of pH and also the concentrations of reactants and already formed germs or already formed, larger particles. As with different pH values frequently form different particle morphologies, means the precipitation in the stirred reactor ie the formation of particles with a broad particle size distribution and that the individual particles additionally have a morphologically heterogeneous Structure may have.
Betrachtet man die Co – Fällung von Mischmetalloxiden, wie sie beispielsweise in Form von Indiumzinnoxid, Antimonzinnoxid, Indiumzinkoxid, Antimonzinkoxid für elektrisch leitfähige Beschichtungen oder die Elektrokeramik allgemein oder anderen Mischmetalloxiden, die für viele Anwendungen beispielsweise in der Katalyse benötigt werden, wird das Problem der zu langsamen Mischung bei der Herstellung durch Fällung in Rührreaktoren deutlich. Führt man eine solche Co-Fällung beispielsweise durch Eintropfen einer sauren Reaktandenlösung in eine basische Reaktandenlösung oder umgekehrt durch, ergibt sich selbst bei kräftigem Rühren innerhalb der Tropfen ein pH – Gradient, der ein inhomogenes Fällungsprodukt bewirkt, da die unterschiedlichen Metalloxide oder Metallhydroxide bei unterschiedlichen pH – Werten ausfallen.considered one the co - precipitation of Mischmetalloxiden, as for example in the form of indium tin oxide, Antimony tin oxide, indium zinc oxide, antimony zinc oxide for electrical conductive Coatings or electroceramics in general or other mixed metal oxides, the for many applications are needed, for example, in catalysis, is the problem of too slow mixing in the production by precipitation in stirred reactors clear. Leading such co-precipitation for example, by dropping an acidic reactant solution into a basic reactant solution or vice versa, results even with vigorous stirring within the drops a pH gradient, the inhomogeneous precipitate causes, as the different metal oxides or metal hydroxides at different pH values fail.
Weiterhin finden insbesondere bei der Fällung von nanometergroßen Partikeln bereits unmittelbar nach der Fällung chemische und physikalische Stoffveränderungen statt, die die Eigenschaften von Nanopartikeln erheblich beeinflussen können. So können durch Ostwald-Reifung größere Teilchen auf Kosten kleinerer Teilchen wachsen, die dabei völlig verschwinden können.Farther especially in the precipitation of nanometer size Particles immediately after the precipitation chemical and physical substance changes instead, which significantly affect the properties of nanoparticles can. So can by Ostwald ripening larger particles grow at the expense of smaller particles that completely disappear can.
Insbesondere sind aber auch die Wechselwirkungen der Teilchen untereinander von Bedeutung. Van der Waals-Kräfte sind die eigentliche Ursache der Probleme bei der Verarbeitung von Nanopartikeln. Zwischen gleichartigen Partikeln sind sie immer anziehend und führen damit zur Agglomeration. Sie hängen linear vom Partikeldurchmesser ab und nehmen deshalb mit kleiner werdendem Durchmesser viel weniger ab als die Massenkräfte, so dass sie bei kleinen Durchmessern schließlich dominieren.Especially but are also the interactions of the particles with each other Importance. Van der Waals forces are the root cause of processing problems Nanoparticles. Between like particles they are always attractive and lead thus to the agglomeration. they hang linear from the particle diameter and therefore take less As the diameter decreases much less than the mass forces, so that they eventually dominate at small diameters.
Die stoffspezifische Hamakerkonstante ist eine Größe zur Berechnung dieser Kräfte. Die Hamakerkonstante hängt aber von den Dielektrizitätskonstanten εT der Teilchen und des Dispersionsmediums εM ab und steigt mit deren Differenz (εT – εM), die in Luft zwangsläufig größer ist als in Flüssigkeiten. Deshalb ist die Van der Waals – Wechselwirkung bei Keramikpartikeln in Wasser deutlich kleiner als in Luft. Demnach befinden sich Partikel, die zunächst isoliert und erst anschließend zur Stabilisierung oberflächenmodifiziert werden sollen, als trockenes Pulver in einem Potentialminimum und sind anschließend nur mit hohem Aufwand wieder voneinander zu trennen.The substance specific Hamakerkonstante is a size for the calculation of these forces. However, the hamburger constant depends on the dielectric constants ε T of the particles and the dispersion medium ε M and increases with their difference (ε T - ε M ), which is inevitably greater in air than in liquids. Therefore, the Van der Waals interaction with ceramic particles in water is significantly smaller than in air. Accordingly, particles that are initially isolated and then surface-modified for stabilization, are dry powder in a potential minimum and are subsequently only with great effort to separate again.
Die industriell derzeit am meisten genutzten Methoden zur Herstellung von Nanopartikeln aus Gasphasen oder pyrogenen Prozessen führen wegen der hohen Van der Waals – Kräfte in Luft zwangsläufig zu agglomerierten Produkten. Zusätzlich führen die bei den pyrogenen Verfahren zwangsläufig hohen Temperaturen zu irreversiblen Agglomerationen. Dass diese Methoden industriell dennoch die am meisten verwendeten Verfahren sind und sogar noch weiter ausgebaut werden, liegt daran, dass diese Verfahren direkt zu trockenen, verkaufsfähigen Produkten führen und nasschemische Methoden zur Fällung von Nanopartikeln bislang meist nicht zu optimalen Ergebnissen geführt haben.The industrially currently the most widely used methods of production nanoparticles from gas phases or pyrogenic processes cause the high Van der Waals - forces in air inevitably to agglomerated products. additionally to lead the inevitably high temperatures in the pyrogenic process too irreversible agglomerations. That these methods are industrial yet the most used methods are and even further The reason for this is that these processes are directly salable products to lead and wet chemical methods for precipitation of nanoparticles have so far usually not led to optimal results.
Ursache dafür ist bei Fällungen, neben den bereits erwähnten Nachteilen bei der Verwendung von Rührreaktoren, meist eine Schwächung der elektrostatischen Abstoßungskräfte und eine ungenügende sterische Stabilisierung der gefällten Teilchen.reason for that is in case of precipitation, in addition to those already mentioned Disadvantages of using stirred reactors, usually a weakening of the electrostatic repulsive forces and an insufficient one steric stabilization of the precipitated Particles.
Die Schwächung der elektrostatischen Abstoßungskräfte hat eine Ursache darin, dass aus chemischen Reaktionen im Lösungsmittel meist, neben den gefällten Partikeln, gelöste Begleitsalze entstehen. Diese Begleitsalze beeinflussen die Stabilität von Nanopartikeldispersionen negativ dadurch, dass sie die elektrostatischen Abstoßungskräfte (Doppelschichtabstoßung) erheblich reduzieren. Zur Aufarbeitung müssen diese Begleitsalze zudem durch Filtration und Waschen abgetrennt werden. Insbesondere beim Filtrieren besteht dann die Gefahr der Agglomeration der Nanopartikel zu größeren Partikelverbänden.The weakening which has electrostatic repulsive forces a cause in that of chemical reactions in the solvent mostly, in addition to the felled Particles, dissolved Companion salts are formed. These companion salts influence the stability of nanoparticle dispersions negative in that it significantly reduces the electrostatic repulsive forces (double layer repellency) to reduce. For workup must these companion salts also separated by filtration and washing become. Especially when filtering then there is a risk of Agglomeration of nanoparticles into larger particle assemblies.
Eine weitere Ursache ergibt sich dadurch, dass insbesondere in Rührreaktoren mit inhomogener pH – Wert Umgebung sich während der Fällung ein Teil der entstandenen Partikel am isolelektrischen Punkt befindet, an dem die elektrostatische Abstoßung minimal ist.A Another cause arises from the fact that in particular in stirred reactors with inhomogeneous pH value Surround yourself while the precipitation Part of the resulting particles is located at the isolelectric point, where the electrostatic repulsion is minimal.
Es war ein Ziel der vorliegenden Erfindung ein technisch brauchbares, kontinuierliches Verfahren zu finden, dass eine Fällung mit einer sehr schnellen Mischung und hoher Übersättigung ermöglicht.It an object of the present invention was a technically useful, continuous process to find that precipitation with a very fast mixture and high supersaturation.
Es war auch Ziel, Fällungen in wässrigen Medien so durchzuführen, dass die entstehenden Partikel im wässrigen Fällungsmedium mit hydrophilen Oberflächenmodifikatoren derart beschichtet werden, dass durch sterische Stabilisierung trotz der Anwesenheit von Begleitsalzen eine Agglomeration der Partikel nicht mehr stattfinden kannIt was also target, precipitations in aqueous media to do so that the resulting particles in the aqueous precipitation medium with hydrophilic surface modifiers be coated in such a way that by steric stabilization despite the presence of companion salts agglomeration of the particles can not take place anymore
Weiterhin war es auch Ziel, Fällungen in wässrigen Medien so durchzuführen, dass durch eine simultan zu der eigentlichen Fällung stattfindenden Behandlung mit hydrophoben Oberflächenmodifikatoren die entstehenden Partikel im Fällungsmedium hydrophobiert werden und in unmittelbarem zeitlichem Abstand von der begleitsalzhaltigen, wässrigen Phase in eine separate organische Phase abgetrennt werden können.Farther it was also goal felling in aqueous To do media like that, that by a simultaneously taking place to the actual precipitation treatment with hydrophobic surface modifiers the resulting particles in the precipitation medium be hydrophobed and in immediate time from the accompanying salt-containing, aqueous Phase can be separated into a separate organic phase.
Weiterhin war es auch Ziel der vorliegenden Erfindung, Fällungen in wässrigen Medien so durchzuführen, dass durch die Wahl der Reaktanden überhaupt keine Begleitsalze entstehen.Farther It was also an object of the present invention, precipitates in aqueous To do media like that, that by the choice of the reactants no companion salts arise.
Insgesamt war es ganz allgemein Zielsetzung der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und die apparativen Vorrichtungen zu finden, mit denen die Eigenschaften der bei der Fällung entstehenden Teilchen optimal gesteuert werden können und auch die im Entstehen begriffenen Teilchen und danach die bereits entstandenen Teilchen bezüglich ihrer weiteren Umwandlung und einer kontrollierbaren Weiterverarbeitung optimal beeinflusst werden können.All in all It was in general objective of the present invention, a To find methods and apparatuses with which the Properties of the precipitation arising particles can be optimally controlled and also in the onset understood particles and then the already formed particles in terms of their further transformation and a controllable further processing can be optimally influenced.
Wichtiger
Bestandteil der Zielsetzung war es dabei zunächst, die Geschwindigkeiten
für die
Mischung, die Keimbildung und das Partikelwachstum möglichst
weit und gezielt auseinanderfächern
zu können.
Die Mischgeschwindigkeit soll so möglichst viel größer als
die Keimbildungsgeschwindigkeit sein und die Wachstumsgeschwindigkeit
soll möglichst viel
kleiner als die Keimbildungsgeschwindigkeit sein
(Mischgeschwindigkeit > Keimbildungsgeschwindigkeit > Wachstumsgeschwindigkeit)An important part of the objective was to be able to fan out the speeds for mixing, nucleation and particle growth as far as possible and in a targeted manner. The mixing speed should be as much as possible greater than the nucleation rate and the growth rate should be as much as possible smaller than the nucleation rate
(Mixing speed> nucleation rate> growth rate)
Dieses Ziel wird mittels eines industriell verwendbaren Verfahrens und der dazugehörigen Vorrichtungen erreicht, mit denen die Eigenschaften von Partikel, die bei Fällungen entstehen, gezielt gesteuert werden können.This The aim is by means of an industrially usable method and the associated Achieves devices with which the properties of particles, the case of precipitation arise, can be controlled in a targeted manner.
Der erste Schritt ist dabei die Beeinflussung des chemischen Aufbaus, des physikalischen Aufbaus, der Morphologie und auch der strukturellen Homogenität der bei Fällungen zunächst entstehenden Keime durch die sehr schnelle Vermischung in einem kontinuierlich arbeitenden Reaktor, bevorzugt einem verstopfungsfreien Mikroreaktor.Of the first step is influencing the chemical structure, physical structure, morphology and also structural homogeneity the case of precipitation first germs by the very fast mixing in a continuous working reactor, preferably a clog-free microreactor.
Dadurch gelingt es, die bei unkontrollierten Fällungen entstehenden Mischungen aus morphologisch unterschiedlichen Fällungsprodukten gezielt zu vermeiden und den Reaktionsablauf selektiv in die Richtung der jeweils gesuchten Morphologie zu lenken.Thereby manages the mixtures resulting from uncontrolled precipitations to avoid specifically from morphologically different precipitation products and the reaction sequence selectively in the direction of each sought To direct morphology.
In einem solchen Mikroreaktor kann darüberhinaus bei einer Fällung, die nach dem Stand der Technik in wässrigem Milieu durchgeführt wird, zusätzlich ein wassermischbares Lösungsmittel, vorzugsweise ein kurzkettiger Alkohol zugefügt werden, welcher das Löslichkeitsprodukt des Fällungsproduktes erniedrigt und damit zu noch schnelleren Fällungen und zu noch kleineren Partikeln führen kann. Eine solche Fällung kann beispielsweise mittels einer Säure und einer Lauge oder einem Salz und einer Lauge oder einer Säure durchgeführt werden. Das Lösungsmittel kann dabei zu zumindest einer der wässrigen Reaktandenlösungen zugegeben werden oder in einem Mikroreaktor in der Vermischungszone der Reaktanden oder räumlich anschließend und damit im Betrieb zeitlich anschließend als dritte Komponente zugemischt werden.In such a microreactor can about it In addition, in a precipitation, which is carried out according to the prior art in an aqueous environment, in addition a water-miscible solvent, preferably a short-chain alcohol are added, which reduces the solubility of the precipitate and thus can lead to even faster precipitation and even smaller particles. Such a precipitation can be carried out, for example, by means of an acid and a lye or a salt and a lye or an acid. The solvent may in this case be added to at least one of the aqueous reactant solutions or may be subsequently added as a third component in a microreactor in the mixing zone of the reactants or spatially subsequently and thus during operation.
Als Beispiel hierzu dient die Fällung von Alkalisilikaten mit Säuren. Erfindungsgemäß wird diese Fällung durch kontinuierliche Einspeisung der Reaktanden zur Vermischung in einen verstopfungsfreien Mikroreaktor durchgeführt und dabei der Säure ein Anteil eines wassermischbaren Lösungsmittels, bevorzugt Alkohol beigefügt. Das wassermischbare Lösungsmittel kann über einen separaten dritten Reaktandeneingang zugefügt werden. Durch den Alkoholanteil kommt es zu einer spontaneren Fällung ohne die übliche Ausbildung von vernetzten Polymerstrukturen.When Example is the precipitation of alkali silicates with acids. According to the invention, this precipitation is by continuous feeding of the reactants for mixing in one clog-free microreactor carried out while the acid a share a water-miscible solvent, preferably alcohol added. The water-miscible solvent can over a separate third Reaktandeingingang be added. By the alcohol content it comes to a more spontaneous precipitation without the usual Training of crosslinked polymer structures.
Gleichzeitig kann dieses Lösungsmittel zumindest einen Oberflächenmodifikator, insbesondere einen nicht wasserlöslichen Oberflächenmodifikator enthalten. Der Oberflächenmodifikator, der beim Mischen des Lösungsmittels im wassermischbaren Lösungsmittel in einer zur eigentlichen Fällung simultanen Solvent-Nonsolvent Fällung eine Nanoemulsion bildet, lagert sich unmittelbar auf der Oberfläche der entstandenen Fällungsprodukte an, hydrophobiert diese und bewirkt, dass die entstandenen Partikel in organischen Phasen aufgenommen werden können.simultaneously can this solvent at least one surface modifier, in particular a non-water-soluble Surface modifier included. The surface modifier, when mixing the solvent in water-miscible solvent in one for the actual precipitation simultaneous solvent nonsolvent precipitation forms a nanoemulsion, deposits directly on the surface of the resulting precipitates hydrophobiert this and causes the resulting particles can be absorbed in organic phases.
Es kann aber auch zumindest eine der zur Fällung von Partikeln führenden Reaktanden in einem wassermischbaren Lösungsmittel gelöst sein, während sich zumindest ein Reaktand als Reaktionspartner in einer wässrigen Phase befindet. Diese Vorgehensweise kann beispielsweise gewählt werden bei der Fällung im Mikroreaktor von in Alkohol gelöstem Zinksalz, wie Zinkacetat oder Zinkchlorid durch die Reaktion mit einer Base. Der Vorteil bei dieser Vorgehensweise ergibt sich aus der Möglichkeit, das wassermischbare Lösungsmittel zum simultanen Einbringen eines hydrophoben Oberflächenmodifikators zu nutzen.It but can also at least one of the leading to the precipitation of particles Reactants may be dissolved in a water-miscible solvent while at least one reactant as a reactant in an aqueous Phase is located. This procedure can be chosen, for example, in the precipitation in the microreactor of zinc salt dissolved in alcohol, such as zinc acetate or zinc chloride by reaction with a base. The advantage with this procedure arises from the possibility of the water-miscible solvent for simultaneous introduction of a hydrophobic surface modifier to use.
Es kann aber auch, entsprechend der sogenannten Sol-Gel-Technik, Wasser selbst Reaktand sein. In diesem Fall ist es möglich, dass sich zumindest ein mit Wasser hydrolysierbarer Reaktand, wie beispielsweise ein Metallalkoxid oder ein Metallhalogenid in einem trockenen, wassermischbaren Lösungsmittel befindet und der zweite Reaktand, nämlich Wasser (eventuell zusammen mit einem Anteil Säure oder Lauge zur Hydrolysebeschleunigung) sich ebenfalls in einem wassermischbaren Lösungsmittel befindet. So wird beispielsweise Titantetraisopropylat, gelöst in trockenem Isopropanol, in einem Mikroreaktor mit einer gering wasserhaltigen Isopropanollösung zur Reaktion gebracht. Auch bei dieser Vorgehensweise ergibt sich die Möglichkeit, das wassermischbare Lösungsmittel zum simultanen Einbringen eines hydrophoben Oberflächenmodifikators im untenstehenden Sinne zu nutzen.It But also, according to the so-called sol-gel technique, water be yourself reactant. In this case, it is possible that at least a water-hydrolyzable reactant, such as a Metal alkoxide or a metal halide in a dry, water-miscible solvent and the second reactant, namely water (possibly together with a percentage of acid or lye for hydrolysis acceleration) are also in one water-miscible solvent located. For example, titanium tetraisopropylate dissolved in dry Isopropanol, in a microreactor with a low water content isopropanol reacted. Also with this procedure arises the possibility, the water-miscible solvent for simultaneous introduction of a hydrophobic surface modifier to use in the sense below.
Es kann aber auch zumindest ein Metallsalz in einem lösenden organischen Lösungsmittel mit einer Base in einem organischen Lösungsmittel umgesetzt werden. Als Beispiel wird eine alkoholische Zinkacetatlösung mit einer alkoholischen Lösung von Lauge, beispielsweise Ammoniak umgesetzt. Auch bei dieser Vorgehensweise ergibt sich die Möglichkeit, das wassermischbare Lösungsmittel zum simultanen Einbringen eines hydrophoben Oberflächenmodifikators im untenstehenden Sinne zu nutzen.It but can also at least one metal salt in a solvent organic solvent be reacted with a base in an organic solvent. As an example, an alcoholic zinc acetate solution with an alcoholic solution reacted by lye, for example ammonia. Also with this procedure results in the possibility the water-miscible solvent for simultaneous introduction of a hydrophobic surface modifier to use in the sense below.
Sofern es sich bei den beschriebenen Vorgehensweisen bei der gefällten Dispersion um Partikel in einem Lösungsmittelgemisch aus Wasser und wassermischbarem Lösungsmittel handelt, kann zum Erhalt einer Dispersion in organischem Medium das überschüssige Wasser azeotrop abdestilliert werden oder es wird ein organisches Medium mit einem Siedepunkt gewählt, der höher als der von Wasser liegt, beispielsweise ein- oder mehrwertige Alkohole, und das Wasser wird abdestilliert.Provided it is in the procedures described in the precipitated dispersion around particles in a solvent mixture Made of water and water-miscible solvent can be used to obtain a dispersion in organic medium distilled off the excess water azeotropically or it becomes an organic medium with a boiling point selected the higher than that of water, for example monohydric or polyhydric alcohols, and the water is distilled off.
Für eine industrielle
Produktion der beschriebenen Fällungsreaktionen
geeignet sind dazu prinzipiell alle Durchlaufreaktoren, Y- Mischer
oder T – Mischer,
insbesondere aber Mikroreaktoren, in erster Linie aber Mikroreaktorausführungen,
bei denen es nicht zu einer Verstopfung von engen Kanälen der Mikroreaktoren
kommen kann. Einige Ausführungen sind
in dieser Anmeldung beschrieben. Gut geeignet sind Reaktoren wie
in
Bei ansonsten üblichen Mikroreaktoren, die meist als sogenannte „multi-channel" – Systeme konstruiert sind, wird jede Reaktandenzuführung in eine Vielzahl von einzelnen Kanälen aufgeteilt. Der Inhalt jedes einzelnen Kanales reagiert dann mit dem zugeführten Inhalt des zugehörigen Kanales der Reaktionskomponente. Wegen den unterschiedlichen Längen der Kanäle und den verhältnismäßig unpräzisen Kanaldimensionen ist es unmöglich, über alle parallelen Kanäle auch nur annähernd gleiche Reaktandenmengen zu fördern. Dies führt zu unzuverlässigen und unkontrollierbaren Nachteilen in der Stöchiometrie der Reaktion in den einzelnen Kanälen, auch wenn die Gesamtstöchiometrie, also die Summe der Reaktandenströme des „multi – channel" – Systemes eingehalten wird.In otherwise conventional microreactors, which are usually constructed as so-called "multi-channel" systems, each reactant feed is divided into a plurality of individual channels, and the contents of each individual channel then react with the supplied content of the associated channel of the reaction component Lengths of the channels and the relatively imprecise channel dimensions make it impossible to convey even approximately equal amounts of reactants across all parallel channels, which leads to unreliable and uncontrollable disadvantages in the stoichiometry of the reaction in the individual channels, too if the total stoichiometry, ie the sum of the reactant streams of the "multi - channel" system is complied with.
Für das erfindungsgemäße Verfahren
besonders geeignet ist eine Ausführung,
bei der nach
Der parallele Aufbau von erfindungsgemäßen Mikroreaktoren kann so gestaltet werden, dass sich mehrerer solcher „single-channel"-Reaktoren auf einer gemeinsamen Grundplatte befinden. Die Düsen können fix oder herausnehmbar fixiert sein und können dabei paarweise oder einzeln montiert sein. Herausnehmbare Düsen können elastomer oder metallisch oder durch Schraubgewinde eingedichtet sein. Die Düsen können auch in den Halter eingepresst oder eingeklebt sein. Die Düsen können so auf Trägerplatten montiert sein, dass sich beim Zusammenbau von zwei Platten jeweils zwei Düsen paarweise gegenüberstehen.Of the parallel construction of microreactors according to the invention can be so be designed that several such "single-channel" reactors on one common base plate are located. The nozzles can be fixed or removable be fixed and can be mounted in pairs or individually. Removable nozzles can be elastomeric or metallic or sealed by screw thread. The nozzles can also be pressed or glued into the holder. The nozzles can do that on support plates be mounted that when assembling two plates each two nozzles in pairs face.
Mittels solcher Mikroreaktoren gelingt es apparativ, die Mischgeschwindigkeit so zu erhöhen, dass die Mischung der zur Fällung führenden Reaktanden abgeschlossen ist, bevor die Keimbildung zur Partikelbildung beginnt und ohne dass es zu Reaktorverstopfungen kommt. So gelangt man reproduzierbar und in industriellem Maßstab zu feinteiligen Dispersionen mit homogener Größenverteilung und hoher Phasenreinheit. Wesentlicher Teil der vorliegenden Erfindung ist die Möglichkeit, die bei der schnellen Fällungsreaktion ablaufende Keimbildung in einer „pH – Wert homogenen" Umgebung ablaufen zu lassen, also einer gezielten Einstellung eines gewollten pH – Wertes in der sich kontinuierlich bildenden Reaktionslösung. Die Mischung und damit die Einstellung einer gewollten „pH – Wert homogenen" Umgebung erfolgt also innerhalb der sehr kurzen Zeit, in der maximale Übersättigung herrscht und noch keine Keimbildung stattgefunden hat.through Such microreactors succeed in terms of apparatus, the mixing speed to increase so that the mixture of the precipitate leading Reactants complete before nucleation for particle formation begins and without it comes to reactor blockages. How to get there reproducible and on an industrial scale to finely divided dispersions with homogeneous size distribution and high phase purity. Essential part of the present invention is the possibility in the fast precipitation reaction expire nucleation in a "pH homogeneous" environment to let, so a purposeful adjustment of a desired pH value in the continuously forming reaction solution. The mixture and that the setting of a desired "pH homogeneous" environment takes place so within the very short time, in the maximum supersaturation prevails and no nucleation has yet occurred.
Auf diese Weise kann man auch durch beispielsweise der Mischung von zumindest zwei Metallsalzen, Säuren oder Basen jeweils in einer der beiden Reaktionslösungen simultan zumindest ein zweites Produkt gleichzeitig fällen, wobei die Fällungsprodukte unterschiedliche isoelektrische Punkte haben können, sodass es zwischen den Fällungsprodukten zu einer Heterokoagulation kommt, die man zur Beschichtung einer Teilchensorte mit einer anderen nutzen kann. Dabei kann das zweite Fällungsprodukt als Hilfsstoff für die Verarbeitung des ersten dienen, beispielsweise als Sinteradditiv. Ein typisches Beispiel für das zweite Fällungsprodukt ist Magnesiumoxid. Es kommen aber auch eine ganze Reihe von Mischmetalloxiden in Frage, wie sie dann als Katalysatoren oder Elektrokeramiken verwendet werden können.On This way you can also by example, the mixture of at least two metal salts, acids or bases in each case in one of the two reaction solutions simultaneously precipitate at least one second product simultaneously, the precipitated products may have different isoelectric points, so it is between the To precipitation products a heterocoagulation occurs, which is used to coat a particle species can use with another. In this case, the second precipitated product as an adjuvant for the processing of the first serve, for example as a sintering additive. A typical example of the second precipitate is magnesium oxide. But there are also a whole series of mixed metal oxides in question, as they are then used as catalysts or electroceramics can be.
Betrachtet man die Co – Fällung von Mischmetalloxiden, wie sie beispielsweise in Form von Indiumzinnoxid, Antimonzinnoxid, Indiumzinkoxid, Antimonzinkoxid für elektrisch leitfähige Beschichtungen oder die Elektrokeramik allgemein oder anderen Mischmetalloxiden, die für viele Anwendungen beispielsweise in der Katalyse benötigt werden, gelingt so die Einstellung einer homogenen Fällumgebung, die zu homogenen und phasenreinen Mischoxiden oder Mischhydroxiden führt. Zusätzlich oder alternativ zu Oxiden können auch andere Fällungsprodukte wie Sulfide, Sulfate, Phosphate oder Borate hergestellt werden.considered one the co - precipitation of Mischmetalloxiden, as for example in the form of indium tin oxide, Antimony tin oxide, indium zinc oxide, antimony zinc oxide for electrical conductive Coatings or electroceramics in general or other mixed metal oxides, the for many applications are needed, for example, in catalysis, succeeds in setting a homogeneous precipitation environment that is too homogeneous and phase-pure mixed oxides or mixed hydroxides leads. Additionally or alternatively to oxides also other precipitation products like Sulfides, sulfates, phosphates or borates can be produced.
Gut geeignet ist das Verfahren auch für die Herstellung von Perowskitstrukturen, wie Titanaten. Beispielsweise aus der Reaktion einer Mischung von Bariumchloridlösung und Titantetrachloridlösung mit Lauge lässt sich nanopartikuläres Bariumtitanat fällen. Ersetzt man das saure Bariumsalz durch ein saures Salz eines anderen Metalles, wie beispielsweise Antimon, Lithium, Zink, Wismuth oder Strontium entstehen ebenfalls die jeweiligen Titanate.Well the method is also suitable for the production of perovskite structures, like titanates. For example, from the reaction of a mixture of barium chloride solution and Titanium tetrachloride solution with lye leaves yourself nanoparticulate Precipitate barium titanate. Replacing the acidic barium salt with an acidic salt of another Metal, such as antimony, lithium, zinc, bismuth or Strontium are also the respective titanates.
Diese Vorgehensweise der simultanen Fällung mehrerer Oxide kann man beispielsweise auch zur Herstellung von nano – Glas oder nano – Email nutzen, wobei in diesem Fall die resultierende homogene Mischung der Oxide erwünschte, niedrige Schmelztemperaturen verursacht. Dabei können sich mehrere unterschiedliche Reaktanden in einer Reaktionslösung befinden oder die Reaktanden können in eigenen Reaktionslösungen über mehrere Düsen oder Kanäle jeweils separat dem Vermischungspunkt zugeführt werden.These Procedure of simultaneous precipitation several oxides can be, for example, for the production of nano - glass or nano - use email, in which case, the resulting homogeneous mixture of oxides desired, causes low melting temperatures. There may be several different ones Reactants in a reaction solution or the reactants can in own reaction solutions over several Nozzles or channels each separately supplied to the mixing point.
Bei einer Ausführung der erfindungsgemäß verwendeten Anlagentechnik werden dazu die Pumpen, die der Förderung der Reaktandenströme in den Mikroreaktor dienen, bevorzugt mittels eines Leitfähigkeits- oder pH-Wert-Messgebers am Produktausgang und einer Steuerung geregelt. Die Dosierung kann aber auch mittels Differentialdosierwaagen oder Durchflussmessgeräten geregelt werden. Ganz besonders bevorzugt wird die Pumpenregelung über den elektrischen Ausgang von Druckmessgeräten, die den Staudruck der Flüssigkeiten vor den Düsen messen.In one embodiment of the plant technology used in the invention, the pumps that promote the flow of reactants in the Serving microreactor, preferably regulated by means of a conductivity or pH sensor at the product output and a controller. However, the dosage can also be regulated by means of differential dosing scales or flowmeters. Very particularly preferred is the pump control via the electrical output of pressure gauges that measure the back pressure of the liquids in front of the nozzles.
Die pH-Wert Anpassung erfolgt durch Variieren der Stöchiometrie der Reaktanden oder der Zudosierung zusätzlicher Säure oder Lauge. Die pH-Wert regulierende Säure oder Lauge oder ein Salz kann dabei Teil des Reaktionssystemes sein oder aber nur zur Konditionierung des pH – Wertes dienen und zu diesem Zweck zumindest einem Reaktanden zugemischt werden. Zur elektrostatischen Stabilisierung der entstehenden Teilchen ist es meist vorteilhaft, wenn der pH – Wert in der entstehenden Dispersion sich wenigstens 2 ganze pH – Schritte vom isoelektrischen Punkt weg befindet.The pH adjustment is done by varying the stoichiometry of the reactants or the addition of additional Acid or Lye. The pH regulating acid or alkali or a salt may be part of the reaction system or only for conditioning of the pH value and mixed for this purpose at least one reactant. For electrostatic stabilization of the resulting particles is It is usually advantageous if the pH value in the resulting dispersion at least 2 whole pH steps from Isoelectric point is located away.
Der Zeitraum bis zur völligen Durchmischung liegt in einem solchen Mikroreaktor, abhängig von Düsenweiten, Pumpendruck, Reaktandenviskosität, Temperatur und anderen Parametern in der Regel unterhalb einer Millisekunde.Of the Period until complete Mixing is in such a microreactor, depending on nozzle widths, Pump pressure, reactant viscosity, temperature and other parameters usually below one millisecond.
Die hier beschriebenen Vorgehensweisen zur Herstellung von nanopartikulären Fällungsprodukten können so abgeändert werden, dass in zumindest eine der Reaktandenlösungen zusätzlich Nanopartikel oder Mikropartikel hineindispergiert werden, bevor die auf diese Weise hergestellte Dispersion im Mikroreaktor mit zumindest einer weiteren Reaktandenlösung zur Reaktion gebracht wird.The procedures described herein for the preparation of nanoparticulate precipitation products can changed so be that in at least one of the reactant solutions additionally nanoparticles or microparticles before being prepared in this way Dispersion in the microreactor with at least one further reactant solution for Reaction is brought.
Die hier beschriebenen Vorgehensweisen können auch so abgeändert werden, dass zumindest eine der Reaktandenlösungen mit einer Partikeldispersion vermischt wird und die auf diese Weise hergestellte Dispersion im Mikroreaktor mit zumindest einer weiteren Reaktandenlösung zur Reaktion gebracht wird. Das Vermischen der Reaktandenlösungen mit Dispersion kann dabei aber auch in einem Mikroreaktor erfolgen. Der Mikroreaktor kann dabei dem zur Fällung eingesetzten Mikroreaktor vorgeschaltet sein oder der zur Fällung eingesetzte Mikroreaktor kann einen zusätzlichen Reaktandeneingang besitzen, durch den die Dispersion den Reaktanden im Vermischungspunkt zugesetzt wird. In diesem Fall kann man eine Auffällung einer Nanopartikelschicht auf die dispergierten Nano- oder Mikropartikel erreichen. Bei den dispergierten Partikeln kann es sich auch um metallische oder anorganische Plättchen oder strukturierte Partikel, wie Flakes oder Glimmer handeln.The The procedures described here may also be modified that at least one of the reactant solutions with a particle dispersion is mixed and the dispersion prepared in this way in the Microreactor with at least one further reactant solution for Reaction is brought. Mixing the reactant solutions with However, dispersion can also take place in a microreactor. The microreactor may be the microreactor used for the precipitation upstream or used for precipitation microreactor can be an extra Reactant input through which the dispersion of the reactants in the Mixing point is added. In this case one can a Auffällung one Nanoparticle layer on the dispersed nanoparticles or microparticles to reach. The dispersed particles may also be metallic or inorganic platelets or structured particles, such as flakes or mica act.
Solche Reaktoren können erfindungsgemäß auch so betrieben werden, dass sich seitlich an den Zufuhrkanälen für die Reaktanden oder in der Vermischungszone zusätzliche Einlässe befinden, durch welche Spülflüssigkeiten oder Spülgase zum Reinigen des Reaktors zugeführt werden können.Such Reactors can also according to the invention be operated that laterally on the supply channels for the reactants or in the mixing zone additional inlets located, by which rinsing liquids or purge gases for purifying the reactor can be.
Das Spülmedium kann auch über einen Eingang in einem Rohr-in-Rohr-in-Rohrsytem eingetragen werden, bevorzugt dabei über den «mittleren» der in diesem Fall drei Zufuhrkanäle. Der Zuführdruck für das über ein Rückschlagventil zugeführte Spülmedium kann dabei vorteilhafterweise so eingestellt werden, dass sich das Rückschlagventil öffnet, sobald der Zuführdruck für die Reaktanden nach Abschalten der die Reaktanden zuführenden Pumpen abfällt.The flushing medium can also over to register an input in a pipe-in-pipe-in-pipe system, prefers over the "middle one" in In this case, three feed channels. The feed pressure for that over a check valve supplied flushing medium can be advantageously set so that the Check valve opens as soon as the feed pressure for the Reactants after switching off the reactants supplying Pumps drops.
Das Spülmedium kann gleichzeitig auch zumindest einen Reaktanden enthalten oder selbst Reaktand sein, insbesondere wenn es sich bei dem Reaktanden um ein Gas handelt. Bei der Fällung von Eisen (II) hydroxid aus einem sauren Eisensalz und Lauge wird auf diese Weise beispielsweise das grünliche Eisen (II) hydroxid direkt in das gelbe Goethit (Fe3+) umgewandelt, wenn das Spülmedium Sauerstoff enthält oder aus Sauerstoff besteht.The rinsing medium can at the same time also contain at least one reactant or itself be a reactant, in particular if the reactant is a gas. In the precipitation of iron (II) hydroxide from an acidic iron salt and brine, for example, the greenish iron (II) hydroxide is converted directly into the yellow goethite (Fe 3+ ), if the flushing medium contains oxygen or consists of oxygen.
Von Bedeutung für die Herstellung einiger Fällungsprodukte, insbesondere von Oxiden, ist auch die Möglichkeit des Erhitzens der zugeführten Reaktanden. Entsprechend den hier beschriebenen Vorrichtungen werden zur Zuführung der Reaktanden Pumpen verwendet, die hohe Betriebsdrücke ermöglichen. Bevorzugt werden dabei Drücke zwischen 10 und 400 bar. Aufgrund der durch die Pumpen erzeugten Drücke in den Rohrleitungen der zugeführten Reaktanden, können diese so in den Rohrleitungen bis weit über den Siedepunkt ihres Lösungsmittels bei Raumtemperatur erhitzt werden, ohne dass das Lösungsmittel in den Dampfzustand übergeht. Die Temperatur des Lösungsmittels für die Reaktanden kann dadurch so weit erhöht werden, dass der Dampfdruck innerhalb dieses Druckspektrums ansteigt. Für in Wasser gelöste Reaktanden sind somit Temperaturen von mehreren hundert Grad Celsius möglich. Für Wasser als Lösungsmittel kann das bedeuten, dass die Reaktion im überkritischen Bereich (oberhalb 221 bar und Oberhalb 374 ° C) durchgeführt wird. Im überkritischen Bereich steigt die Reaktionsgeschwindigkeit erheblich an. Gleichzeitig hat überkritisches Wasser aber eine niedrige Dielektrizitätskonstante, so dass die Hamakerkonstante größer wird als in unterkritischem Wasser. Die Herstellung von Eisenoxiden gelingt beispielsweise direkt aus 0,5 molarem wässrig gelöstem Eisen(III)salz durch Umsetzung mit äquimolarer Menge an Lauge bei Temperaturen um 150° C und einem Überdruck von 5 bar.From Meaning of the production of some precipitated products, in particular of oxides, is also the possibility of heating the supplied Reactants. According to the devices described here to the feeder the reactants used pumps that allow high operating pressures. Preference is given to pressures between 10 and 400 bar. Due to the generated by the pumps pressures in the pipelines of the supplied Reactants, can These are so in the pipelines far above the boiling point of their solvent be heated at room temperature without the solvent goes into the vapor state. The temperature of the solvent for the Reactants can be increased to such an extent that the vapor pressure within this pressure spectrum increases. For dissolved in water reactants Thus, temperatures of several hundred degrees Celsius are possible. For water as a solvent this may mean that the reaction is in the supercritical range (above 221 bar and above 374 ° C) carried out becomes. In the supercritical Range increases the reaction rate significantly. simultaneously has supercritical water but a low dielectric constant, so that the Hamakerkonstante becomes larger as in subcritical water. The production of iron oxides succeeds for example, directly from 0.5 molar aqueous dissolved iron (III) salt by reaction with equimolar Amount of caustic solution at temperatures around 150 ° C and overpressure from 5 bar.
Erfindungemäß befindet sich dazu jeweils vor dem Reaktor, bevorzugt zwischen einem Filter und dem Reaktor, ein beheizbares Rohr. Die Heizung erfolgt beispielsweise über getauchte oder doppelwandige Spiralwendel oder eine um das jeweilige Druckrohr befindliche elektrische Heizung. Damit die bei der Kollision der Reaktanden ablaufende Reaktion bei der gewünschten hohen Temperatur ablaufen kann, befindet sich im Produktausgang ein Druckhalteventil. Im Produktausgang befindet sich zusätzlich ein Wärmetauscher zum Abkühlen des überhitzten Lösungsmitteldampfes. Das Druckhalteventil kann im Verhältnis zur Temperatur des Lösungsmittels so eingestellt werden, dass ein Teil des Lösungsmittels im Reaktor verdampft und auf diese Weise als Spülgas für den Mikroreaktor dient. In diesem Fall ist der Wärmetauscher nach dem Druckhalteventil angeordnet.According to the invention, this is in front of the reactor, preferably between a filter and the reactor, a heated tube. The heating takes place, for example, by immersed or double-walled spiral coil or an electric heater located around the respective pressure pipe. In order for the reaction occurring at the collision of the reactants to proceed at the desired high temperature, a pressure-maintaining valve is located in the product outlet. In addition, a heat exchanger for cooling the superheated solvent vapor is located in the product outlet. The pressure holding valve can be adjusted in proportion to the temperature of the solvent so that a portion of the solvent evaporates in the reactor and thus serves as a purge gas for the microreactor. In this case, the heat exchanger is arranged after the pressure-holding valve.
Als Druckhalteventil kann auch eine Düse, bevorzugt eine Hartstoffdüse, dienen, deren Durchmesser so gewählt wird, dass sich aufgrund der Randbedingungen ein Staudruck aufbaut. Der Durchtritt des Reaktionsprodukt durch die Düse kann dabei zusätzlich eine physikalische Stoffumwandlung bewirken. So kann beispielsweise eine Umwandlung der morphologischen Struktur vom amorphen in den kristallinen Zustand oder eine Umwandlung von Metallhydroxiden zu Oxidhydroxiden oder Oxiden erfolgen.When Pressure-holding valve may also serve a nozzle, preferably a hard material nozzle, whose diameter is chosen is that builds up a back pressure due to the boundary conditions. The passage of the reaction product through the nozzle can additionally a effect physical conversion. For example, a Transformation of morphological structure from amorphous to crystalline Condition or conversion of metal hydroxides to oxide hydroxides or oxides.
Auf diese Weise gelingt es, bei Fällungsreaktionen zu alternativen Morphologien der Fällungsprodukte zu gelangen. Fällt man beispielsweise saures Aluminiumsalz mit Lauge oder Natriumaluminat mit Säure, so erhält man unter Normaldruckbedingungen je nach pH – Wert, bei dem die Fällung durchgeführt wird, vorwiegend Bayerit oder Boehmit. Führt man die Fällung dagegen bei Überdruck und erhöhter Temperatur durch, gelangt man mit steigender Temperatur zunehmend zu Diaspor. Effektiv sind dabei bereits Temperaturen von 160–180 °C bei einem korrespondierenden Dampfdruck von 10–20 bar, der mittels Druckhalteventil aufrechterhalten wird. Das so erhaltene Diaspor kann zur einfachen Umwandlung in alpha – Aluminiumoxid verwendet werden. Das Druckhalteventil kann auch nach dem Wärmetauscher angeordnet sein. In diesem Fall ist die Dampfbildung im Reaktor aber schlechter kontrollierbar.On this way succeeds in precipitation reactions to arrive at alternative morphologies of the precipitated products. If you fall for example, acidic aluminum salt with alkali or sodium aluminate with acid, so receives under normal pressure conditions, depending on the pH at which the precipitation is carried out, predominantly bayerite or boehmite. If you lead the precipitation against it at overpressure and elevated temperature through, you get with increasing temperature increasingly diaspor. Effective are already temperatures of 160-180 ° C at a corresponding Vapor pressure of 10-20 bar, which is maintained by means of pressure-holding valve. The thus obtained Diaspore can be used for easy conversion to alpha alumina. The pressure holding valve may also be arranged after the heat exchanger. In this case, the formation of steam in the reactor is less controllable.
Bei der Fällung von Eisen (II) hydroxid aus einem sauren Eisen (II) salz und Lauge wird auf diese Weise beispielsweise das grünliche Eisen (II) hydroxid direkt in das rote Hämatit (Fe3+) umgewandelt, wenn das Spülmedium Sauerstoff enthält oder aus Sauerstoff besteht und unter den vorgenannten hohen Temperaturen (150–180°C) unter erhöhtem Druck (15 – 20 bar) gearbeitet wird.In the precipitation of iron (II) hydroxide from an acidic iron (II) salt and alkali, for example, the greenish iron (II) hydroxide is directly converted into the red hematite (Fe 3+ ), if the flushing medium contains oxygen or out Oxygen exists and under the aforementioned high temperatures (150-180 ° C) under elevated pressure (15 - 20 bar) is worked.
Soll das in Spinellstruktur entstehende Eisen (II) Eisen (III) Mischoxid mittels Fällung aus einer sauren Eisen (II),–(III) salzmischung mittels Lauge gefällt werden, geschieht die Spülung ohne Sauerstoff, da eine Oxidation des Eisen (II) salzes vermieden werden soll.Should the spinel-structure iron (II) iron (III) mixed oxide by precipitation from an acidic iron (II), - (III) Salt mixture like lye be done, the flushing happens without oxygen, as an oxidation of the iron (II) salt avoided shall be.
Insbesondere wenn mit erhitzten Reaktandenlösungen gearbeitet wird oder wenn die Fällungsreaktion exotherm verläuft und gleichzeitig mit hohen Reaktandenkonzentrationen gearbeitet wird, entstehen oft hochviskose oder pastöse Dispersionen. In diesem Fall kann es günstig sein, wenn sich die strahlbildenen Düsen in separaten Reaktorbauteilen befinden und die Reaktorbauteile so gegeneinander verschoben und fixiert werden können, dass die Strahlen miteinander kollidieren. Insbesondere wenn keine nachfolgende Oberflächenmodifizierung durchgeführt werden soll, kann es zur Vermeidung von Verstopfung günstig sein, wenn die Kollision nicht innnerhalb eines Reaktors stattfindet, sondern der Kollisionspunkt außerhalb von Materialwänden liegt, sodass diese nicht durch spritzendes Produkt verklebt werden können.Especially if with heated reactant solutions is worked or if the precipitation reaction exothermic and worked at the same time with high reactant concentrations often produces highly viscous or pasty dispersions. In this Case can be cheap be when the jet-forming nozzles are in separate reactor components and the reactor components so shifted against each other and fixed can be that the rays collide with each other. Especially if no subsequent surface modification carried out it can be beneficial to prevent constipation, if the collision does not take place within a reactor, but the collision point outside of material walls so that they are not stuck by spraying product can.
Der zweite wesentliche Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Modifizierung der Oberflächen der bei der Fällung durch zumindest eine chemische oder physikalische Reaktion entstandenen Partikel mit zumindest einem oberflächenmodifizierenden Reagenz zur Beeinflussung des Wachstumsverhaltens oder des Agglomerationsverhaltens. Insbesondere bei entstehenden Fällungsprodukten mit etwas niedrigerer Keimbildungsgeschwindigkeit kann es erforderlich sein, die Wachstumsgeschwindigkeit herabzusetzen.Of the second essential aspect of the present invention is the modification the surfaces of the at the precipitation caused by at least one chemical or physical reaction Particles with at least one surface-modifying reagent for influencing the growth behavior or the agglomeration behavior. Especially in the case of precipitated products it may be necessary with a slightly lower rate of nucleation be to lower the growth rate.
Diese Modifizierung der Oberflächen kann im erfindungsgemäßen Verfahren gleichzeitig oder in einem definierbaren zeitlichen Abstand zur Fällung erfolgen und erlaubt so die definierbare Steuerung des Wachstums der gefällten Partikel.These Modification of the surfaces can in the process according to the invention at the same time or at a definable time interval from Precipitation done and thus allows the definable control of the growth of the precipitated particles.
Um nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eine durch elektrostatische Kräfte in Wasser stabile Dispersion herzustellen, ist die Fällung so durchzuführen, dass sich nach der Fällung ein pH – Wert einstellt, der einen so großen Abstand zum isoelektrischen Punkt der gefällten Partikel hat, nämlich mindestens zwei pH – Schritte, dass die Partikel auf Grund der dadurch entstehenden elektrostatischen Stabilisierung nicht koagulieren und dass dann eine Oberflächenmodifikation durch sterisch wirkende Reagenzien erfolgt und erst nach erfolgter sterischer Stabilisierung mit einem Oberflächenmodifikator der zur Weiterverarbeitung erforderliche pH – Wert eingestellt wird.Around according to the inventive method one by electrostatic forces To produce stable dispersion in water, the precipitation is so perform, that after the precipitation sets a pH, the one big Distance to the isoelectric point of the precipitated particles, namely at least two pH steps, that the particles due to the resulting electrostatic stabilization do not coagulate and that then a surface modification by steric acting reagents takes place and only after steric stabilization with a surface modifier the pH required for further processing is set.
Es wird zumindest ein Reagenz zudosiert, das durch chemische oder physikalische Reaktion eine Bindung mit der vorhandenen Partikeloberfläche und gegebenenfalls eine zusätzliche Oberflächenbeschichtung mit durch Fällung entstandenen Feststoffen eingeht. Diese Oberflächenbehandlung kann mehrmals nacheinander mit gleichen oder verschiedenen Reaktanden durchgeführt werden.At least one reagent is metered in which forms a bond with the existing particle surface by chemical or physical reaction and, if appropriate, an additional surface coating with precipitated solids. This surface treatment can be carried out several times in succession with the same or different reactants.
Hierbei können die Fällungsprodukte zur Oberflächenmodifikation als Dispersion mit zumindest einem geeigneten Reaktionspartner umgesetzt werden, der auf der Oberfläche der Fällungsprodukte anbindet oder die Fällungsprodukte in kurzem zeitlichem Abstand mit zumindest zwei geeigneten miteinander reagierenden Reaktionspartnern umgesetzt werden, was zu einer weiteren Fällung und einem Coating der ursprünglichen Fällungsprodukte führt.in this connection can the precipitation products for surface modification be implemented as a dispersion with at least one suitable reactant, the on the surface binds the precipitation products or the precipitation products in short time interval with at least two suitable with each other reacting reactants, resulting in another precipitation and a coating of the original precipitates leads.
Hierfür kommen alle derartige Reaktionen in Frage, wie sie nach dem Stand der Technik bisher bereits eingesetzt werden, jedoch noch nicht für die Umsetzung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in Mikroreaktoren bekannt sind.Come for this all such reactions in question, as in the prior art already in use, but not yet for implementation in the inventive method Microreactors are known.
Dies sind beispielsweise Reaktionen mit Phosphorsäure oder einem Phosphorsäuresalz oder einer organischen Phosphorverbindung, wasserlöslichem Sulfid, Sulfat oder Borat. Weiterhin zur Herstellung von metalloxidischen Beschichtungen, wie Silikaten unter Verwendung von Kieselsäure deren wasserlöslichen Salzen oder Kieselsol, sowie anderen metalloxidischen Beschichtungen unter Verwendung von anorganischen und organischen Salzen, Säuren und Laugen zur direkten Beschichtung der Fällungsprodukte, sowie deren Umsetzungsprodukte mit einem passenden Reaktionspartner zur Erzeugung von aufgefällten Coatingschichten auf den Fällungsprodukten.This are, for example, reactions with phosphoric acid or a salt of phosphoric acid or an organic phosphorus compound, water-soluble Sulfide, sulfate or borate. Furthermore for the production of metal oxide Coatings, such as silicates using silica whose water-soluble Salts or silica sol, as well as other metal oxide coatings using inorganic and organic salts, acids and Alkalis for direct coating of the precipitated products, as well as their Reaction products with a suitable reaction partner for the production of the precipitated Coating layers on the precipitation products.
Günstig ist es, um die Bildung von Begleitsalzen zu vermeiden, Reaktionen von anorganischen Säuren mit Metallhydroxiden, Metallhydrogencarbonaten oder Metallcarbonaten durchzuführen.Cheap is it, in order to avoid the formation of accompanying salts, reactions of inorganic acids with metal hydroxides, metal hydrogen carbonates or metal carbonates perform.
Günstig ist dabei auch ein Verfahren, bei dem durch die Fällung simultan ein weiteres Fällprodukt mit gesuchten, funktionalen Eigenschaften entsteht, welches optional als Oberflächenmodifikator dienen kann. Gut geeignet ist dafür beispielsweise die Reaktion von Metallsulfat mit Bariumhydroxid oder Bariumhydrogencarbonat.Cheap is This also a method in which by the precipitation simultaneously another precipitate with sought after, functional properties, which is optional serve as a surface modifier can. Well suited for that for example, the reaction of metal sulfate with barium hydroxide or Bariumhydrogencarbonat.
Bei der sterischen Stabilisierung durch Oberflächenmodifizierung werden Makromoleküle an der Oberfläche adsorbiert. Die Oberflächenschichten müssen dabei weitreichender sein als die Van der Waals – Kräfte. Gut eignen sich Polymere, welche über zwei unterschiedliche Arten von funktionellen Gruppen verfügen, wovon eine für die Adsorption am Teilchen, die andere für die Ausrichtung der Molekülkette in die Flüssigkeit sorgt.at After steric stabilization by surface modification, macromolecules are adsorbed on the surface. The surface layers must be there far more extensive than the Van der Waals forces. Good polymers are suitable which over have two different types of functional groups, of which one for the adsorption on the particle, the other for the alignment of the molecular chain in the liquid provides.
Gleichzeitig bietet diese Vorgehensweise aber auch den Vorteil, dass der Oberflächenmodifikator in erster Linie Reaktionen mit der Oberfläche eines bereits gefällten Partikels eingeht und nicht mit einem der beiden Reaktanden. Dies sei am Beispiel der Fällung von Eisenoxid aus der Umsetzung von wässriger Eisensulfatlösung mit wässriger Lauge erläutert, bei der beispielsweise eine organische Säure als Oberflächenmodifikator verwendet wird. Durch die zeitlich versetzte Zugabe der Säure greift diese nicht in die Stöchiometrie der Umsetzung der Eisensulfatlösung mit Lauge ein, so dass Eisencarboxylat nicht schon bei der eigentlichen Fällung, sondern erst auf der Oberfläche der entstandenen Partikel gebildet wird.simultaneously However, this procedure also offers the advantage that the surface modifier primarily reactions with the surface of an already precipitated particle comes in and not with one of the two reactants. This is the example of precipitation of iron oxide from the reaction of aqueous iron sulfate solution with aqueous Lye explains for example, an organic acid as a surface modifier is used. By the staggered addition of the acid attacks these are not in stoichiometry the implementation of the iron sulfate solution with lye, so that iron carboxylate is not already at the actual Precipitation, but only on the surface the resulting particles is formed.
Ein Anschauungsbeispiel für die Herstellung von hydrophoben Partikeln ist die Vorgehensweise zur Oberflächenmodifikation gefällter Partikel mittels der schlecht wasserlöslicher Carbonsäuren. Einfache Carbonsäuren mit Kohlenstoffketten zwischen C5-C18 oder noch länger sind nur sehr wenig wasserlöslich, sodass die Oberflächenmodifikation mit diesen Säuren eine Schwierigkeit darstellt, wenn auf organische Lösungsmittel verzichtet werden soll. Diese Schwierigkeit wurde dadurch gelöst, dass statt der C5-C18 Carbonsäuren deren Alkalisalze, insbesondere Natriumsalze verwendet werden, die in heißem Wasser wasserlöslich sind. (Die als Schmierseifen (Kaliumsalze) oder Kernseifen (Natriumseifen) bekannten Salze lagern sich in Wasser zwar als quasi-gelöste kolloidale Micellen zusammen, sind in kaltem Wasser aber nicht echt gelöst) Statt der einfachen Carbonsäuren können Mehrfachcarbonsäuren, verzweigte oder funktionalisierte Carbonsäuren oder auch Carbonsäuren mit Mehrfachbindungen, wie z.B. Ölsäure verwendet werden.An illustrative example of the production of hydrophobic particles is the procedure for the surface modification of precipitated particles by means of the poorly water-soluble carboxylic acids. Simple carboxylic acids with carbon chains between C 5 -C 18 or even longer are only very slightly soluble in water, so that the surface modification with these acids represents a difficulty in dispensing with organic solvents. This difficulty has been solved by using, instead of the C 5 -C 18 carboxylic acids, their alkali metal salts, in particular sodium salts, which are water-soluble in hot water. (The known as greasy soaps (potassium salts) or core soaps (sodium soaps) salts are in water as quasi-dissolved colloidal micelles together, but are not really solved in cold water) Instead of simple carboxylic acids can Mehrfachcarbonsäuren, branched or functionalized carboxylic acids or carboxylic acids be used with multiple bonds, such as oleic acid.
Sofern die Carbonsäure mit dem zur Fällungsreaktion dienenden alkalischen Reaktionspartner keine unlösliche Verbindung eingeht, können diese bevorzugt als gemeinsame, heiße Reaktionslösung eingesetzt werden.Provided the carboxylic acid with the precipitation reaction serving alkaline reactant no insoluble compound, can this is preferably used as a common, hot reaction solution become.
So bei der Fällung von Metalloxiden oder Hydroxiden mittels saurer Salze und Lauge. Erhitzt man die Laugenkomponente zusammen mit beispielsweise 5 g/l Natriumsalz der Stearinsäure auf über 80 ° C erhält man eine klare Lösung. Nach Reaktion mit der sauren Reaktionslösung im Mikroreaktor erhält man ein abfiltrierbares, hydrophobes Sol.So at the precipitation of metal oxides or hydroxides by means of acidic salts and lye. If the alkali component is heated together with, for example, 5 g / l Sodium salt of stearic acid on over 80 ° C you get a clear solution. After reaction with the acidic reaction solution in the microreactor to obtain filterable, hydrophobic sol.
Dieses ist leicht in verschiedene organische Medien zu transferieren und kann so beispielsweise als Füllstoff für verschiedene Anwendungen dienen, wie sie für hydrophobiertes Silica als Stand der Technik angesehen und verwendet werden.This is easy to transfer into various organic media and so for example as a filler for different Applications serve as they are for hydrophobic silica is considered and used as prior art become.
Da sich aus den verwendeten Alkalisalzen der Carbonsäure beim Ansäuern mit starker Säure die entsprechenden Carbonsäuren bilden, welche insgesamt schlechtere Lösungseigenschaften als die Salze in Wasser zeigen, werden die gecoateten Produkte noch stärker hydrophob.Since the alkali metal salts of the carboxylic acid used in the acidification with strong acid form the corresponding carboxylic acids, which show overall poorer dissolution properties than the salts in water, the coated Pro they were even more hydrophobic.
In einer Abwandlung erfolgt die Zugabe des heiß gelösten Oberflächenmodifikators erst nach einer Fällungsreaktion. Anstatt der in heißem Wasser oder alternativ auch in heißem Alkohol gelösten Alkalisalze der Carbonsäuren können stattdessen auch die Carbonsäuren selbst, gelöst in Alkohol, verwendet werden. Zum Lösen der kurzkettigerer Carbonsäuren muss der Alkohol nicht erhitzt werden. Für langkettige Carbonsäuren, wie Stearinsäure ist ein Erhitzen des Alkohols dagegen erforderlich.In In a modification, the addition of the hot-dissolved surface modifier takes place only after a precipitation reaction. Instead of in hot Water or alternatively dissolved in hot alcohol alkali metal salts the carboxylic acids can instead also the carboxylic acids itself, solved in alcohol, to be used. To solve the short-chain carboxylic acids must the alcohol can not be heated. For long-chain carboxylic acids, such as stearic acid however, heating the alcohol is required.
Die voranstehend beschriebenen Methoden der Oberflächenmodifikation mit schlecht wasserlöslichen Carbonsäuren können auch unabhängig von einer Fällung durchgeführt werden.The methods of surface modification with bad methods described above water-soluble carboxylic acids can also independent from a precipitation carried out become.
Es ist aber in der Regel vorteilhaft, die voranstehend beschriebenen Methoden in einem kontinuierlichen Reaktor oder Mikroreaktor durchzuführen.It but is usually advantageous, as described above Perform methods in a continuous reactor or microreactor.
Statt der voranstehend beschriebenen Carbonsäuren, können industriell vertriebene Produkte verwendet werden, die die angegebenen Carbonsäuren oder deren Alkalisalze in einem bedeutenden Umfang enthalten und ein ähnliches Lösungsverhalten zeigen. Oft handelt es sich bei diesen industriell erhältlichen Produkten um Flüssigkeiten oder pastöse Produkte. An die Stelle der oben beschriebenen Lösung der Salze der Carbonsäure in heißem Wasser tritt dann meist eine Mischung zur Einphasigkeit bereits in der Kälte.Instead of The above-described carboxylic acids may be industrially distributed Products containing the specified carboxylic acids or contain their alkali salts to a significant extent and a similar solution behavior demonstrate. Often these are industrially available Products around liquids or pasty Products. In place of the above-described solution of the salts of the carboxylic acid in hot water then usually a mixture of single phase already occurs in the Cold.
Zum Verhindern von Partikelvergrößerung, Agglomeration oder Aggregation der entstehenden Nanopartikel können solche oberflächenmodifizierenden Chemikalien, wie sie nach dem Stand der Technik für das Oberflächencoating von Nanopartikeln ganz allgemein bekannt sind, verwendet werden.To the Prevent particle enlargement, agglomeration or aggregation of the resulting nanoparticles may be such surface-modifying Chemicals, as in the state of the art for surface coating of nanoparticles generally known to be used.
In zumindest einem Lösungsmittel, welches mit dem Lösungsmittel, in dem das Fällungsprodukt entstanden ist, mischbar ist, kann sich dabei zumindest ein gelöstes organisches Hilfsmittel zur Oberflächenmodifikation befinden.In at least one solvent, which with the solvent, in which the precipitated product originated is, is miscible, can be at least one dissolved organic Aids for surface modification are located.
In vielen Fällen wird Wasser als Fällungsmedium ausgewählt. Das oberflächenmodifizierende Reagenz kann dabei zur Herstellung einer wasserbasierten Dispersion in Wasser löslich sein. Insbesondere wird das Agglomerieren von Partikeln durch Zugabe von organischen Säuren, Aminen, Amiden, ein- oder mehrwertigen Alkoholen oder anionischen Polyelektrolyten, beispielsweise Polyacrylsäuren, die bevorzugt in alkalischen Medien verwendet werden oder kationischen Polyelektrolyten, beispielsweise Polyacrylsäureamiden, die bevorzugt im leicht sauren Milieu verwendet werden, verhindert. Die stabilisierende Wirkung kann dabei elektrostatischer oder sterischer Natur sein.In many cases becomes water as a precipitation medium selected. The surface-modifying reagent can thereby produce a water-based dispersion in water soluble be. In particular, the agglomeration of particles by addition of organic acids, Amines, amides, monohydric or polyhydric alcohols or anionic Polyelectrolytes, for example polyacrylic acids, preferably in alkaline Media or cationic polyelectrolytes, for example polyacrylic acid amides, which are preferably used in a slightly acidic environment prevented. The stabilizing effect can be electrostatic or steric Be nature.
Es ist aber auch möglich, dass das zum Oberflächencoating ausgewählte organische Reagenz, wie beispielsweise eine organische Säure, wie Ölsäure oder Stearinsäure oder wie beispielsweise ein Amin, wie Hexadecylamin oder ein Silikonöl oder ein Silan dann zusammen mit den Nanopartikeln eine hydrophobe, mit Wasser nicht mischbare, abtrennbare Phase bildet. Eine Reihe von handelsüblichen Tensiden, die mit Wasser kolloidale Lösungen bilden, kommen dafür in Frage. Diese Lösungen sind zwar insoweit stabil, dass sie bei Raumtemperatur meist keine Phasentrennung eingehen, ihr kolloidaler Charakter ist aber an der Trübung der Lösungen leicht zu erkennen. Zusammen mit dispergierten Partikeln lagern sich diese Tenside an der Oberfläche der Partikel an und sind deshalb ebenfalls häufig als hydrophobierende Oberflächenmodifikatoren zu verwenden. Diese Tenside können entweder zusammen mit einer wässrig gelösten Reaktionskomponente in die Fällungsreaktion eingespeist werden oder separat unmittelbar nach der Fällung gelöst in Wasser oder in einem wassermischbaren Lösungsmittel zugegeben werden.It but it is also possible that's for surface coating selected organic reagent such as an organic acid such as oleic acid or stearic acid or such as an amine, such as hexadecylamine or a silicone oil or a Silane then together with the nanoparticles a hydrophobic, with water forms immiscible, separable phase. A set of commercial Surfactants which form colloidal solutions with water are suitable for this purpose. These solutions Although they are stable to the extent that they usually no room temperature Phase separation, but their colloidal character is at the cloudiness the solutions easy to recognize. Store together with dispersed particles These surfactants are on the surface of the particles and are therefore also often as hydrophobizing surface modifiers to use. These surfactants can either along with a watery one dissolved Reaction component in the precipitation reaction fed separately or dissolved in water immediately after precipitation or in a water-miscible solvent be added.
Das Reagenz kann auch im dispersionsbildenden Medium Wasser schlecht löslich oder unlöslich sein und daher in einem wassermischbaren Lösungsmittel gelöst sein und gleichzeitig mit der Fällung in einem zusätzlichen Strahl in den kollisionspunkt der Reaktanden oder bevorzugt etwas zeitversetzt in einem weiteren Mikroreaktor nach der Fällung zugegeben werden.The Reagent can also be poor in the dispersion-forming medium soluble or insoluble be and therefore be dissolved in a water-miscible solvent and simultaneously with the precipitation in an additional Beam into the point of collision of the reactants or prefer something time-delayed added in a further microreactor after precipitation become.
So kann man beispielsweise eine frisch gefällte wässrig/alkoholische Zirkondioxiddispersion oder ein fertiges (sauer stabilisiertes) wässriges Zirkondioxidsol mit einem Alkohol, vorzugsweise Methanol soweit verdünnen, dass sich zugefügtes Alkoxysilan im Lösungsmittelgemisch der Dispersion löst. Nach Hydrolyse des Silanes und dem sich anschließenden Coating der dispergierten Partikel kann man durch Abdampfen von Methanol die sich abscheidende wässrige Phase, welche (sofern die Dispersion frisch gefällt wurde) Begleitsalze enthält, abtrennen. Die gecoateten hydrohoben Partikel können als organische Dispersion verwendet oder getrocknet und als Füllstoff verwendet werden.So For example, a freshly precipitated aqueous / alcoholic zirconia dispersion or a finished (acid-stabilized) aqueous zirconia sol an alcohol, preferably methanol dilute to the extent that added alkoxysilane in the solvent mixture the dispersion dissolves. To Hydrolysis of the silane and the subsequent coating of the dispersed Particles can be separated by evaporation of methanol aqueous Phase, which (if the dispersion was freshly precipitated) contains accompanying salts, separate. The coated hydrohobic particles can used as organic dispersion or dried and as filler be used.
Es ist aber auch möglich, dass das zum Oberflächencoating ausgewählte organische Reagenz als wässrig gelöstes Salz zu der basischen wässrig gelösten Reaktionskomponente zugegeben wird oder gleichzeitig mit der Fällung in einem zusätzlichen Strahl in den kollisionspunkt der Reaktanden oder bevorzugt etwas zeitversetzt in einem weiteren Mikroreaktor nach der Fällung zugegeben wird.It but it is also possible that's for surface coating selected organic reagent as aqueous dissolved Salt to the basic watery dissolved Reaction component is added or simultaneously with the precipitation in an additional Beam into the point of collision of the reactants or prefer something time-delayed added in a further microreactor after precipitation becomes.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Oberflächenmodifizierung erfindungsgemäß gefällter Partikel mittels Hydrolyse leichtflüchtiger Alkylmetallhalogenide, insbesondere von Alkylsilylhalogeniden.One Aspect of the present invention is the surface modification of precipitated particles according to the invention by means of hydrolysis more volatile Alkyl metal halides, especially of alkyl silyl halides.
Hierbei kann der ansonsten im erfindungsgemäßen Mikroreaktor als Spülmedium dienende Gasstrom gleichzeitig als Transportmedium für die leichtflüchtigen Alkylmetallhalogenide, insbesondere Trichlormethylsilan, Dichlordimethylsilan und Chlortrimethylsilan genutzt werden.in this connection may otherwise in the microreactor according to the invention as flushing medium Serving gas stream at the same time as a transport medium for the volatile Alkyl metal halides, especially trichloromethylsilane, dichlorodimethylsilane and chlorotrimethylsilane.
Demnach besteht der Gasstrom aus einem inerten Spül- und Trägergas, wie beispielsweise Stickstoff, wobei dieser vor dem Eintritt in den Reaktor durch ein erhitztes Alkylmetallhalogenid geleitet wird. Als Spül- und Trägergas kann dabei aber auch ein bevorzugt wassermischbares Lösungsmittel dienen, welches durch Erhitzen gasförmig ist. Sobald das im Gasstrom enthaltene Alkylmetallhalogenid mit dem Nebel des wässrigen Fällungsproduktes in Kontakt kommt, hydrolysiert das Alkylmetallhalogenid unter Abspaltung der Halogengruppe und deren Ersatz durch eine Hydroxidgruppe. Dabei erfolgt schnell eine reaktive Anbindung an die Oberfläche der wässrigen Fällungsprodukte. So werden die wässrigen Fällungsprodukte hydrophobiert und am weiteren Größenwachstum gehindert. Als Beispiel dient die Verwendung von Trimethylchlorsilan, Dimethyldichlorsilan oder Methyltrichlorsilan.Therefore the gas stream consists of an inert purge and carrier gas, such as nitrogen, this being heated by a heated prior to entry into the reactor Alkyl metal halide is passed. As flushing and carrier gas but can also be a preferably water-miscible solvent serve, which is gaseous by heating. Once in the gas stream contained alkyl metal halide with the mist of the aqueous precipitate comes in contact, the alkyl metal halide hydrolyzed with cleavage the halogen group and their replacement by a hydroxide group. there A reactive connection to the surface of the surface is quickly achieved aqueous Precipitates. This is how the aqueous precipitation products become hydrophobic and on further growth in size prevented. An example is the use of trimethylchlorosilane, Dimethyldichlorosilane or methyltrichlorosilane.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Oberflächenmodifizierung erfindungsgemäß gefällter Partikel mittels Hydrolyse von reinen oder in wassermischbaren Lösungsmitteln gelösten Alkylmetallhalogeniden, insbesondere Alkylsilylhalogeniden und anderen Silylhalogeniden. Hierbei werden im erfindungsgemäßen Mikroreaktor zumindest zwei Reaktandenstrahlen in einem Kollisionspunkt zu einer Fällungsreaktion gebracht. Zusätzlich wird zumindest ein weiterer Flüssigkeitsstrahl in den Kollisionspunkt oder zeitlich und räumlich leicht versetzt als Flüssigkeitsstrahl in den Nebel aus Reaktionsprodukt gespritzt, wobei dieser Flüssigkeitsstrahl die leicht hydrolysierbaren Silylhalogenide, rein oder gelöst in einem wassermischbaren Lösungsmittel enthält.One Another aspect of the present invention is the surface modification precipitated particles according to the invention by hydrolysis of pure or water-miscible solvents dissolved alkyl metal halides, in particular alkyl silyl halides and other silyl halides. In this case, in the microreactor according to the invention at least two reactant beams at a collision point to one precipitation reaction brought. additionally becomes at least one more liquid jet in the collision point or temporally and spatially slightly offset as a liquid jet injected into the mist of reaction product, said liquid jet the readily hydrolyzable silyl halides, pure or dissolved in one water-miscible solvent contains.
Als Fällungsprodukte kommen dabei eine Vielzahl von Produkten in Frage, wie sie beispielsweise nach dem Stand der Technik ansonsten durch nachträgliches Behandeln mit hydrolysierbaren Silanen hergestellt werden. Insbesondere gelingt auch die Herstellung von hydrophobierter, gefällter Kieselsäure auf diesem Weg. So kann beispielsweise eine 10 % ige Natriumsilikatlösung mit 80 % der äquinormalen Menge Schwefelsäure kontinuierlich umgesetzt werden, während simultan oder zeitlich leicht versetzt die restlichen 20 % der äquinormalen Menge als gasförmiges oder flüssiges hydrolysierendes Halogensilan zugesetzt wird. Die jeweiligen Anteile Schwefelsäure und Halogensilan können auch so verändert werden, dass zusammen jeweils etwa 100 % der stöchiometrisch erforderlichen Gesamtmenge verwendet wird. Vorteilhaft ist es, wenn die stöchiometrischen Randbedingungen so gewählt werden, dass keine freie Salzsäure entsteht. Das entstehende hydrophob gecoatete Fällungsprodukt bildet im Fällungsmedium eine sich abscheidende Phase, die abfiltriert und gewaschen werden kann. Das gewaschene Produkt kann getrocknet und gemahlen werden. Zum Erhalt der Monodispersität ist es aber oft günstiger zu der noch feuchten gewaschenen Filtratmasse ein wassermischbares hochsiedendes Lösungsmittel zu geben und das verbleibende Restwasser abzudestillieren. Die im Lösungsmittel monodispers vorliegenden Partikel können dann leicht in organische Medien, wie Lacke, Kunststoffe, Elastomere und andere transferiert oder eingearbeitet werden.When precipitates come here a variety of products in question, as for example otherwise according to the prior art by subsequent Treat with hydrolyzable silanes. Especially also succeeds in the production of hydrophobized, precipitated silica on this way. For example, a 10% sodium silicate solution with 80% of the equinormal Amount of sulfuric acid be implemented continuously while simultaneously or in time slightly displaces the remaining 20% of the equatorial amount as gaseous or liquid hydrolyzing halosilane is added. The respective proportions sulfuric acid and Halogensilane can so changed too that together are about 100% of the stoichiometrically required Total amount is used. It is advantageous if the stoichiometric Boundary conditions selected be that no free hydrochloric acid arises. The resulting hydrophobic coated precipitate forms in the precipitation medium a separating phase which is filtered off and washed can. The washed product can be dried and ground. To preserve the monodispersity But it is often cheaper to the still moist washed filtrate a water miscible high-boiling solvent to give and distill the remaining water left. The im solvent Monodispers present particles can then easily into organic Media such as paints, plastics, elastomers and others are transferred or incorporated.
Von besonderer wirtschaftlicher Bedeutung ist es, dass auf diese Weise eine ganze Reihe von Hydroxiden, Oxiden, Mischoxiden, Silikaten, und anderer Fällungsprodukte allein oder als Coating auf anderen Trägern nanodispers in einem organischen Medium erhalten werden können, die sich dann leicht weiterverarbeiten lassen.From special economic importance is that way a whole range of hydroxides, oxides, mixed oxides, silicates, and other precipitation products alone or as a coating on other supports nanodispersed in an organic medium can be obtained which can then be easily processed.
Ein weiteres Beispiel ist das Coating nanoskaliger anorganischer oder organischer Produkte, die bevorzugt in einem nicht verstopfenden Mikroreaktor gefällt wurden oder als käufliche Dispersion eingesetzt werden mit einem bioabbaubaren Kunststoff. Insbesondere kommen dafür Kunststoffe wie Polylactide oder deren co – glycolide in Frage. Diese Kunststoffe können in einem wassermischbaren polaren Solvent wie Dimethylacetamid, Dimethylacetamid oder N-Methylpyrrolidon gelöst werden und mit Wasser oder Alkohol gefällt werden. Solcherart als Kern-Hülle beschichtete Produkte können als bioabbaubare Produkte beispielsweise für umweltvertträgliche, technische Verbrauchsartikel oder für medizinisch pharmazeutische Produkte für in vivo Anwendungen zum Transport von pharmazeutischen Wirkstoffen verwendet werden. Dabei können als Kern zumindest magnetische Partikel verwendet werden.One Another example is the coating of nanoscale inorganic or Organic products that are preferred in a non-clogging Microreactor like were or as purchasable Dispersion can be used with a biodegradable plastic. Especially come for it Plastics such as polylactides or their co - glycolides in question. These Plastics can in a water-miscible polar solvent such as dimethylacetamide, Dimethylacetamide or N-methylpyrrolidone solved and be precipitated with water or alcohol. Such as core-shell-coated products can as biodegradable products, for example, for environmentally sound, technical consumables or for medical pharmaceutical Products for In vivo applications for the transport of pharmaceutical agents be used. It can as core at least magnetic particles are used.
Ein weiteres Beispiel ist die Hydrophobierung von Magnesiumhydroxid. Dazu wird Magnesiumchlorid als wässrige Lösung mit einer Konzentration von 0,1–3 mol mit einer Lauge kontinuierlich zum Magnesiumhydroxid umgesetzt, während gleichzeitig oder zeitlich leicht versetzt Halogensilane, insbesondere Trichlormethylsilan gasförmig oder flüssig gleichzeitig oder zeitlich versetzt zugegeben werden. Bei der Stöchiometrie wird zur Neutralisierung der entstehenden Salzsäure die Laugenmenge bevorzugt so eingestellt, dass sich ein pH – Wert von ca. 12 einstellt.One Another example is the hydrophobing of magnesium hydroxide. For this purpose, magnesium chloride is used as aqueous solution with a concentration of 0.1-3 mol continuously reacted with an alkali to magnesium hydroxide, while simultaneously or temporally slightly displaced halosilanes, in particular Trichloromethylsilane gaseous or liquid at the same time or added at a staggered time. At the stoichiometry For the neutralization of the resulting hydrochloric acid, the amount of alkali is preferred adjusted to a pH value of approx. 12.
Ein weiteres Beispiel ist die Fällung eines hydrophoben Mischproduktes aus Zinkoxid und Zinksilikat. Dieses kann aus einem sauren Zinksalz durch Reaktion mit unterschiedlichen Anteilen an Lauge und Natriumsilikat und zusätzlicher Hydrophobierung mittels eines Chlorsilanes dargestellt werden.One Another example is the precipitation a hydrophobic mixed product of zinc oxide and zinc silicate. This can be made from an acidic zinc salt by reaction with different Levels of alkali and sodium silicate and additional hydrophobing by means a chlorosilane are shown.
Die hydrophobierten Niederschläge können gewaschen und in organischen Medien oder zum Füllen von Kunststoffen, Lacken, Klebern und Elastomeren verwendet werden.The hydrophobic precipitates can be washed and in organic media or for filling plastics, paints, Adhesives and elastomers can be used.
Dabei ist es aber auch möglich, dass statt des in situ Fällungsproduktes fertige Partikeldispersionen eingesetzt werden. Diese Partikel können auch Plättchen sein, und durch die Beschichtung zu Produkten führen, wie sie in verschiedenen Modifikationen als Effektpigmente, beispielsweise aufgrund von Interferenzerscheinungen am Markt angeboten werden.there but it is also possible that instead of the in situ precipitation product finished particle dispersions are used. These particles can also be platelets, and lead through the coating to products, as in different Modifications as effect pigments, for example due to interference phenomena be offered on the market.
In einer anderen Anwendung werden organische Pigmente, die sich nur in Schwefelsäure lösen lassen, in einem Mikroreaktor durch Verdünnung mit einer wässrigen Lösung als Solvent- Nonsolvent – Fällung gefällt. Fügt man der wässrigen Lösung Bariumhydroxid zu, werden die entstehenden Pigmentpartikel durch die simultane Bariumsulfatfällung gefüllt. Auf diese Weise lassen sich organische Pigmentpartikel mit großer Oberfläche und niedrigem Farbmittelverbrauch herstellen. In ähnlicher Weise können Nanopartikeldispersionen, bevorzugt frisch oder simultan gefällt, bei der Herstellung von Farbmitteln durch chemische Reaktion anstelle von Wasser verwendet werden.In Another application will be organic pigments that only in sulfuric acid let solve, in a microreactor by dilution with an aqueous solution as a solvent nonsolvent precipitation. If you add the aqueous solution Barium hydroxide, the resulting pigment particles are through the simultaneous barium sulphate precipitation filled. In this way, organic pigment particles with a large surface and produce low colorant consumption. Similarly, nanoparticle dispersions, preferably fresh or simultaneous like in the production of Colorants used by chemical reaction instead of water become.
In einer weiteren Anwendung können bei der Kunststoff- oder Latexpolymerisation anstelle der wässrigen Lösungen Nanopartikeldispersionen, bevorzugt frisch oder simultan gefällt, anstelle von Wasser verwendet werden. Die zur Oberflächenmodifikation der anorganischen Partikel dienenden Tenside können gleichermaßen als Tenside für die Latexstabilisierung dienen. Sofern die Nanopartikel begleitsalzfrei gefällt wurden, sind die Latices stabiler gegen Brechung. Umgekehrt gelangt man in Anwesenheit von Begleitsalzen durch Brechung der Latices auch zu mit Nanopartikeln gefüllten Kunststoffen, wobei die Brechung nach dem Stand der Technik für Kunststoff- oder Latexemulsionen erfolgen kann.In another application in the plastic or latex polymerization instead of the aqueous solutions Nanoparticle dispersions, preferably fresh or simultaneously precipitated, instead be used by water. The surface modification of the inorganic Particulate surfactants can equally as surfactants for serve the latex stabilization. Provided the nanoparticles are salt-free like were, the latices are more stable against refraction. Conversely, arrives in the presence of accompanying salts, by refraction of the latices also to nanoparticles filled Plastics, wherein the refraction according to the prior art for plastics or latex emulsions.
In einer Ausführung des Verfahrens nutzt man die Möglichkeit zur Durchführung von Fällungen, bei denen keine Begleitsalze entstehen, in der Form, dass in einer Reaktion von Metallsulfat, beispielsweise Eisensulfat, mit dem Hydroxid eines anderen Metalles, beispielsweise Bariumhydroxid, dass gleichzeitig im beispielhaften Fall Eisenoxid und Bariumsulfat gefällt werden.In an execution the process uses the possibility to carry out of precipitations, in which no accompanying salts arise, in the form that in one Reaction of metal sulfate, for example iron sulfate, with the hydroxide another metal, for example, barium hydroxide, that at the same time In the exemplary case, iron oxide and barium sulfate are precipitated.
Optional kann zusätzlich Schwefelsäure verwendet werden. Die Menge des eingesetzten Bariumhydroxides wird dann entsprechend einer korrekten Stöchiometrie zur vollständigen Umsetzung beziehungsweise Fällung aller eingesetzten Reaktionspartner erhöht. Dadurch wird der Anteil an Bariumsulfat im Produktgemisch der Fällungsprodukte entsprechend erhöht.optional can additionally sulfuric acid be used. The amount of barium hydroxide used is then according to a correct stoichiometry for complete reaction or precipitation increased all reactants used. This will change the proportion to barium sulfate in the product mixture of the precipitated products accordingly elevated.
Die
nachstehende Gleichung beschreibt diese Fällung für Zinkoxidpartikel.
Dabei
gibt es die Möglichkeit,
dass alle Reaktanden simultan zur Fällung im Mikroreaktor miteinander
vermischt werden, oder dass sie versetzt zugegeben werden. Man mischt
demnach beispielsweise im Mikroreaktor zunächst eine Reaktandenlösung aus
Zinksulfat mit einer Lösung
aus überschüssigem Bariumhydroxid
und fügt
erst in einem definierten zeitlichen, apparativ gesehen, räumlichen
Abstand die zur stöchiometrisch
vollständigen
Umsetzung erforderliche Schwefelsäure zu. Dies entsprechend der
nachstehenden Gleichung:
Diese Vorgehensweise ist günstig, weil so die Zinkoxidfällung im basischen Milieu ablaufen kann, wodurch die Bildung von Zinkhydroxysulfat, welches sich im sauren und auch neutralen Milieu bilden kann, verhindert wird. Auf diese Weise entsteht bariumsulfatbeschichtetes Zinkoxid.These Procedure is favorable, because so the zinc oxide precipitation can proceed in a basic environment, causing the formation of zinc hydroxysulfate, which can form in an acidic and neutral environment becomes. In this way, barium sulfate-coated zinc oxide is formed.
Umgekehrt ist es beispielsweise möglich, zunächst Schwefelsäure mit einer überschüssigen Menge Bariumhydroxid zu vermischen und zeitversetzt Metallsulfat zuzugeben, wodurch zunächst Bariumsulfatpartikel entstehen, die dann mit Metalloxid-Bariumsulfat beschichtet werden.Vice versa is it possible, for example, first sulfuric acid with an excess amount Barium hydroxide to mix and add delayed addition of metal sulfate, which initially Barium sulfate particles are formed, which are then treated with metal oxide barium sulfate be coated.
Ersetzt man einen Teil des Zinksulfates durch Antimonsulfat, gelangt man so zu elektrisch leitfähigen Partikeln.replaces one part of the zinc sulfate by antimony sulfate, one arrives so too electrically conductive Particles.
Bei
der Verwendung von Zinksulfat bildet sich ein Gemisch aus Bariumsulfat
und je nach Fällbedingungen
Zinkhydroxid oder Zinkoxid. Der Übergang
von Zinkhydroxid zu Zinkoxid kann auch in einem nachfolgenden Behandlungsschritt
durchgeführt werden.
Das Gemisch aus Bariumsulfat und Zinkoxid kann beispielsweise als
Füllstoff
für Kunststoffe
oder Lacke dienen, wobei dem Zinkoxid die Aufgabe als transparenter
Filter für
ultraviolettes Licht zukommen kann.
Insbesondere
geeignet ist auch die Reaktion von Eisensulfat (in den Oxidationsstufen
2 und 3) mit Bariumhydroxid. Der Anteil an entstehendem Bariumsulfat
kann durch den Anteil an Schwefelsäure entsprechend der nachstehenden
Gleichung erhöht werden.
Bei der Reaktion bildet sich ein Gemisch aus Bariumsulfat und je nach Fällbedingungen Eisenhydroxid oder Eisenoxid.at The reaction forms a mixture of barium sulfate and depending on Precipitation Conditions Iron hydroxide or iron oxide.
Verwendet man Eisen(III)sulfat bilden sich Nanopartikel aus Bariumsulfat und rotem Hämatit. Verwendet man Eisen(II)sulfat entsteht statt Hämatit zunächst Eisen(II)hydroxid und daraus bei Sauerstoffzufuhr oder Luftzufuhr entsprechend der erfindungsgemäßen Beschreibung eines gasgespülten Mikroreaktors gelber Goethit. Verwendet man ein Gemisch aus Eisen(III)sulfat und Eisen(II)sulfat entsteht schwarzes Magnetit, ein Oxid mit den gemischten Oxidationsstufen 2 und 3. Aufgrund der Herstellung nach der vorliegenden Erfindung besitzt dieses Magnetit eine sehr geringe Partikelgröße von unter 6 nm und ist superparamagnetisch. Durch Oxidation kann dieses in das ebenfalls superparamagnetische braune Maghemit überführt werden. Das Gemisch aus Bariumsulfat und Eisenoxid kann beispielsweise als Füllstoff für Kunststoffe oder Lacke dienen, wobei dem Eisenoxid die Aufgabe als färbendes transparentes Pigment und gleichzeitig transparenter Filter für ultraviolettes Licht oder als superparamagnetischer Füllstoff zukommen kann.used one forms iron (III) sulfate nanoparticles from barium sulfate and red hematite. used Instead of hematite, iron (II) sulfate is converted into iron (II) hydroxide and iron from oxygen supply or air supply according to the description according to the invention a gas-flushed microreactor yellow goethite. If one uses a mixture of iron (III) sulfate and Iron (II) sulfate gives rise to black magnetite, an oxide with the mixed ones Oxidation levels 2 and 3. Due to the preparation according to the present Invention, this magnetite has a very small particle size of below 6 nm and is superparamagnetic. By oxidation, this can be done in which are also superparamagnetic brown maghemite transferred. The mixture of barium sulfate and iron oxide can, for example, as filler for plastics or varnishes, the iron oxide serving as coloring transparent pigment and at the same time transparent filter for ultraviolet Light or as a superparamagnetic filler can come.
Es können auch andere Metallsulfate, wie beispielsweise Aluminiumsulfat oder Titanylsulfat oder Titansäure verwendet werden.It can also other metal sulfates, such as aluminum sulfate or Titanyl sulfate or titanic acid be used.
Diese hier am Beispiel Eisenoxid beschriebene Vorgehensweise kann auch mit anderen Metallen durchgeführt werden. Statt der Sulfate können auch Hydrogensulfate eingesetzt werden.These The procedure described here using the example of iron oxide can also be used performed with other metals become. Instead of the sulfates can also Hydrogen sulfates are used.
Es ist aber auch möglich, diese Reaktion in zumindest einem nachgeschalteten Reaktor zu wiederholen, wobei in einem Reaktor eine Bariumsulfatfällung in dem anderen zumindest eine Co-Fällung stattfindet.It but it is also possible to repeat this reaction in at least one downstream reactor, wherein in one reactor, a barium sulfate precipitation in the other at least a co-precipitation takes place.
Anstatt von Bariumhydroxid können auch andere Hxdroxide verwendet werden. Wegen der meist schlechten Löslichkeit der Hydroxide in Wasser können statt der Hydroxide aber bevorzugt die besser wasserlöslichen Hydrogencarbonate verwendet werden.Instead of of barium hydroxide Other Hxdroxide be used. Because of the mostly bad solubility the hydroxides in water can but prefers the more water-soluble instead of the hydroxides Hydrogen carbonates are used.
Zu Phosphaten anstatt von Sulfaten gelangt man analog den voranstehenden Ausführungen durch die Verwendung von Phosphorsäure anstatt von Schwefelsäure. So gelingt beispielsweise im Mikroreaktor die begleitsalzfreie Herstellung von nanoskaligem Calciumhydroxyapatit aus der Reaktion von wässriger Phosphorsäure mit Calciumhydrogencarbonat. Oder es gelingt beispielsweise die Fällung von nanoskaligem Zink-Magnesiumphosphat.To Phosphates instead of sulfates can be obtained analogously to the above Executions by the use of phosphoric acid instead of sulfuric acid. In the microreactor, for example, the salt-free salt-free production is achieved of nanoscale calcium hydroxyapatite from the reaction of aqueous phosphoric acid with calcium hydrogen carbonate. Or it succeeds, for example, the precipitation of nanoscale zinc magnesium phosphate.
Es können auch gemischte Fällungsprodukte in variabler Zusammensetzung gefällt werden. So gelingt beispielsweise aus der Fällung eines wässrig gelösten sauren Zinksalzes mit einer wässrigen Lösung von Natronlauge, Natriumsilikat und Natriumstearat die Herstellung eines nanoskaligen Zuschlagstoffes für die Herstellung von Gummi.It can also mixed precipitation products in variable composition become. For example, it is possible to precipitate an aqueous acidic solution Zinc salt with an aqueous solution of caustic soda, sodium silicate and sodium stearate the preparation a nanoscale aggregate for the production of rubber.
Man kann eine Fällung durch Reaktion eines anorganischen wässrig gelösten Zinksalzes, wie Zinksulfat mit einer wässrigen Lauge, wie Natronlauge in einem Mikroreaktor durchführen und dabei der Lauge als Oberflächenmodifikator das ebenfalls wässrig, bei erhöhter Temperatur gelöste Salz einer Carbonsäure, wie beispielsweise Natriumstearat oder Dinatriumterephtalat zugeben. In einer dazugehörigen Variante gibt man in einem wassermischbaren Lösungsmittel, wie Ethanol, gelöste organische Säure, wie Stearinsäure im gleichen Reaktor als dritte Komponente oder in einem nachgeschalteten Reaktor zu. Je nach Temperatur der Fällungsreagentien erhält man gecoatetes Hydroxid oder Oxid. Das Hydroxid kann durch nachträgliche Wärmebehandlung ins Oxid überführt werden.you can be a precipitation by reaction of an inorganic, aqueous dissolved zinc salt, such as zinc sulfate with an aqueous Lye, such as caustic soda in a microreactor perform and while the lye as a surface modifier that too watery, at elevated Temperature dissolved Salt of a carboxylic acid, such as sodium stearate or disodium terephthalate. In a related Variant is added in a water-miscible solvent, such as ethanol, dissolved organic acid, such as stearic acid in the same reactor as a third component or in a downstream Reactor too. Depending on the temperature of the precipitating reagents are obtained coated Hydroxide or oxide. The hydroxide can by subsequent heat treatment in Oxide can be transferred.
Derart mit Stearinsäure gecoatetes Zinkoxid kann vorteilhaft als Hilfsmittel für die Herstellung von Elastomeren verwendet werden. Beispielsweise zur Herstellung von Reifen.so with stearic acid Coated zinc oxide can be used advantageously as an aid for the production be used by elastomers. For example, for the production of tires.
Das wassermischbare Lösungsmittel kann gleichzeitig auch die bereits beschriebene Funktion der Löslichkeitserniedrigung für das gefällte Produkt übernehmen.The water-miscible solvents can at the same time also the already described function of solubility reduction for the precipitated Take over product.
Häufig ist es sinnvoll, die kontinuierliche Oberflächenmodifikation mit diesem Reagenz zeitlich definiert versetzt durchzuführen, so dass das Lösungsmittel in einem dem ersten Mikroreaktor nachgeschalteten Mikroreaktor der entstandenen Dispersion in einem definierten Abstand zudosiert wird. So kann man die im ersten Reaktor entstehenden Partikel definiert zunächst wachsen lassen und anschließend durch das Coating im Wachstum stoppen.Frequently it makes sense to have the continuous surface modification with this Reactant reagent is timed defined, so that the solvent in a microreactor downstream of the first microreactor added dispersion is added at a defined distance. So you can define the resulting particles in the first reactor first let it grow and then stop growing by coating.
In einer Ausführung fällt man eine Vorstufe des herzustellenden Produktes durch chemische Reaktion im wässrigen Medium. Zum Oberflächencoating des gefällten Precursors gibt man, wie voranstehend beschrieben, ein hydrophobierendes Reagenz gelöst in einem wassermischbaren Lösungsmittel zu. Die hydrophobe Phase wird abgetrennt und thermisch behandelt, wobei eine Umwandlung des Precursors zum Produkt eintritt. Der Precursor kann beispielsweise Carbonat, Hydrogencarbonat, Hydroxid, Oxalat, eine Ammoniumverbindung oder eine andere thermisch zersetzbare Verbindung sein. Das hydrophobierende Reagenz kann beispielsweise Stearinsäure sein. Überschüssiges Reagenz kann destillativ unter vermindertem Druck entfernt werden. Fällt man beispielsweise Cerhydroxid aus einer sauren Cersalzlösung und hydrophobiert mit in Ethanol gelöster Stearinsäure, lässt sich das gecoatete Fällprodukt abfiltrieren und thermisch bei 350 °C zu nanopartikulärem Ceroxid umwandeln. Durch das Coating mit Stearinsäure wird das Wachstum der Nanopartikel während der thermischen Behandlung verhindert. Überschüssige Stearinsäure kann anschließend durch Vakuumdestillation bei unter 250 ° C oder durch Waschen mit einem organischen Lösungsmittel, wie Ethanol, abgetrennt werden. Das Ceroxid kann beispielsweise als Katalysator oder als Schleifmittel verwendet werden.In one embodiment, a precursor of the product to be produced is precipitated by chemical reaction in the aqueous medium. To the surface coa Ting the precipitated precursor is, as described above, a hydrophobizing reagent dissolved in a water-miscible solvent to. The hydrophobic phase is separated and thermally treated, whereby a conversion of the precursor to the product occurs. The precursor can be, for example, carbonate, bicarbonate, hydroxide, oxalate, an ammonium compound or another thermally decomposable compound. The hydrophobizing reagent may be, for example, stearic acid. Excess reagent can be removed by distillation under reduced pressure. If, for example, cerium hydroxide is precipitated from an acidic cerium salt solution and hydrophobicized with stearic acid dissolved in ethanol, the coated precipitate product can be filtered off and thermally converted at 350 ° C. to nanoparticulate cerium oxide. Coating with stearic acid prevents the growth of nanoparticles during thermal treatment. Excess stearic acid may then be separated by vacuum distillation at below 250 ° C or by washing with an organic solvent such as ethanol. The cerium oxide can be used, for example, as a catalyst or as an abrasive.
Die Menge eines zum Oberflächencoating ausgewählten organischen, oberflächenmodifizierenden Reagenzes kann so knapp ausgewählt werden, dass das Coating zum Verhindern eines Zusammenwachsens von Nanopartikeln zwar schon ausreicht, jedoch nur eine schwache Oberflächenstabilisierung der Teilchen erfolgt und daher noch eine Bildung von leicht abfiltrierbaren Nanopartikelflocken durch leichte Agglomeration erfolgt und die Nanopartikel abfiltriert und gewaschen werden. Zum Oberflächencoating können beispielsweise Polyacrylsäure oder Polyvinylalkohol oder Polyvinylpyrrolidon oder artverwandte oder für diesen Zweck geeignete, handelsübliche Produkte verwendet werden. In Wasser als Fällungsmedium und Polyacrylsäure gelingt so beispielsweise die Herstellung von nanopartikulärem Eisenoxid. Die abfiltrierten und gewaschenen Nanopartikel können anschließend wieder in Wasser aufgenommen werden und durch weiteren Zusatz von beispielsweise Polyacrylsäure und Glycerin redispergiert werden.The Amount of an organic, surface-modifying Reagent can be so tightly selected be that the coating to prevent a coalescence of Although nanoparticles already sufficient, but only a weak surface stabilization the particles take place and therefore still a formation of easily filterable Nanoparticle flakes are made by slight agglomeration and the Nanoparticles are filtered off and washed. For surface coating can for example, polyacrylic acid or Polyvinyl alcohol or polyvinylpyrrolidone or related or For this Purpose suitable, commercial Products are used. In water as a precipitation medium and polyacrylic acid succeeds such as the production of nanoparticulate iron oxide. The filtered and washed nanoparticles can then be reused are absorbed in water and by further addition of, for example polyacrylic acid and glycerol redispersed.
Eine Hydrophobierung der Oberflächen die zu einer Phasentrennung führt, kann auch durch eine einfache Behandlung mit Silikonöl durchgeführt werden.A Hydrophobization of the surfaces which leads to a phase separation, can also be done by a simple treatment with silicone oil.
In einem Lösungsmittel, auch in einem wassermischbaren Lösungsmittel, kann sich ein hydrolysierbares organisches Reagenz zur Oberflächenmodifikation befinden und sich nach Hydrolyse auf der Oberfläche der entstehenden Partikel anlagern. Insbesondere handelt es sich dabei um hydrolysierbare Organosilane. Dies sind in erster Linie Alkoxyalkylsilane und Halogenalkylsilane.In a solvent, also in a water-miscible solvent, may be a hydrolyzable organic surface modification agent and after hydrolysis on the surface of the resulting particles attach. In particular, these are hydrolyzable organosilanes. These are primarily alkoxyalkylsilanes and haloalkylsilanes.
Möglich ist auch Beschichtung von metallischen Oberflächen insbesondere die Oberflächen von Aluminiumplättchen, mit transparenten farbigen anorganischen Schichten. Solche Beschichtungen, die im Wesentlichen aus hydrolysierbaren Silanen hergestellt werden, wobei auf die übliche Chromatierung verzichtet werden kann, sind bekannt. Dabei werden nach dem Stand der Technik meist Alkoxyalkylsilane, wie beispielsweise Trimethylethoxysilan oder Tetraethoxysilan oder hydrolysierbare Silane eingesetzt, bei denen ein nichthydrolysierbarer Rest eine polymerisierbares Ende aufweist. Insbesondere zur Herstellung von farbigen, transparenten Beschichtungen auf Aluminium können in Erweiterung des beschriebenen Standes der Technik erfindungsgemäß metalloxidhaltige Beschichtungslösungen hergestellt werden, bei denen die hydrolysierten Silane zusätzlich an den Oberflächen von frisch gefällten, farbigen nanoskaligen Partikeln als Coating anbinden. Die frisch gefällten farbigen Dispersionen werden bei der Herstellung der Beschichtungssole also abweichend vom Stand der Technik anstatt von Wasser verwendet, wodurch man zu transparenten, farbigen Schichten gelangt.Is possible also coating of metallic surfaces, in particular the surfaces of Aluminum flakes, with transparent colored inorganic layers. Such coatings, the essentially made of hydrolyzable silanes, being on the usual Chromating can be dispensed with, are known. It will be According to the prior art usually alkoxyalkylsilanes, such as Trimethylethoxysilane or tetraethoxysilane or hydrolyzable Silanes used in which a non-hydrolysable radical a having polymerizable end. In particular for the production of colored, transparent coatings on aluminum can be used in Extension of the prior art described according to the invention metal oxide-containing Coating solutions produced in which the hydrolyzed silanes in addition to the surfaces of freshly felled, colored connect nanoscale particles as a coating. The freshly felled colored Dispersions thus become deviant in the production of the coating sols used by the prior art instead of water, whereby one to transparent, colored layers arrives.
Zum Erhalt einer Dispersion in organischem Medium kann bei der Fällung wassermischbares Lösungsmittel allein oder gemischt mit Wasser verwendet werden oder es wird wassermischbares Lösungsmittel nachträglich zugegeben und das überschüssige Wasser azeotrop abdestilliert oder es wird ein organisches Lösungsmittel mit einem Siedepunkt gewählt, der höher als der von Wasser liegt und das Wasser wird abdestilliert.To the Obtaining a dispersion in organic medium may be water-miscible in the precipitation solvent be used alone or mixed with water or it will be water miscible solvent later added and the excess water distilled off azeotropically or it becomes an organic solvent chosen with a boiling point, the higher than that of water and the water is distilled off.
Eine Anwendung für nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellter Dispersionen von hydrophobierten Partikeln ist die Einarbeitung der Partikel in ein polymerisierbares Monomer. Dabei kann das Monomer beispielsweise Acrylat oder Methacrylat sein und zunächst mit der Partikeldispersion verrührt werden. Unter Verwendung von Tensiden entstehen dabei während des Rührens unpolymerisierte Acrylatkugeln als Dispersion in Wasser, wobei die Acrylatkugeln anschließend mit den gefällten hydrophobierten Partikeln gefüllt sind und dann unter Rühren polymerisiert werden. Dadurch erhält man Mikrokugeln aus Polymerisat mit eingeschlossenen Nanopartikeln. Die Mikrokugeln können zur Einarbeitung in Kunststoffe oder auch zur einfachen Herstellung von Lacken, Farben, kosmetischen, pharmazeutischen oder medizinischen Produkten verwendet werden. Handelt es sich bei den eingearbeiteten gefällten Partikeln um Titandioxid, Eisenoxid oder Zinkoxid können die Mikrokugeln beispielsweise zur Herstellung von Sonnenschutzpräparaten verwendet werden.A Application for according to the inventive method Prepared dispersions of hydrophobized particles is the Incorporation of the particles into a polymerizable monomer. It can the monomer may be, for example, acrylate or methacrylate and initially with of particle dispersion become. Using surfactants arise during the stirring unpolymerized acrylate beads as a dispersion in water, the Acrylate balls afterwards with the felled filled hydrophobic particles are and then stirring be polymerized. This gives microspheres of polymer with enclosed nanoparticles. The microspheres can for Incorporation in plastics or for simple production of paints, paints, cosmetic, pharmaceutical or medical Products are used. Is it the incorporated felled Particles around titanium dioxide, iron oxide or zinc oxide can be the Microspheres for example for the production of sunscreen preparations be used.
Die gefällten und gecoateten Produkte können einer physikalischen Nachbehandlung unterzogen werden. Diese Nachbehandlung zur gezielten Veränderung des chemischen Aufbaus, des physikalischen Aufbaus, der Morphologie oder der strukturellen Homogenität der auf ihrer Oberfläche modifizierten Partikel gelingt dadurch, dass die Dispersion entweder mit den enthaltenen, kontinuierlich gefällten Partikel oder mit den bereits oberflächenmodifizierten Partikel in einem definierbaren zeitlichen Abstand behandelt wird.The felled and coated products be subjected to a physical aftertreatment. This aftertreatment for targeted change of chemical composition, physical structure, morphology or structural homogeneity the one on their surface modified particles succeed in that the dispersion either with the included, continuously precipitated particles or with the already surface-modified Particle is treated at a definable time interval.
Die
physikalische Nachbehandlung kann eine thermische Behandlung, eine
Mikrowellenbehandlung, eine Behandlung mit infraroten oder ultravioletten
Strahlen, oder eine Behandlung unter hoher Hydrodynamik sein. Die
hohe Hydrodynamik kann durch starkes Rühren realisiert werden, beispielsweise
in einem Ultraturrax – Rührer oder
einer Pumpe mit Rührfunktion,
in einem Ultraschallfeld oder unter Bildung von Kavitation, die
durch Hochdruckpumpen erzeugt wird. Eine starke Durchmischung kann
auch dadurch erzeugt werden, dass die zu behandelnde Dispersion
mittels Pumpen durch Düsen
gepresst wird, wobei auch mehrere Düsen mit sich weitenden Düsendurchmessern
hintereinander angeordnet sein können.
Oder die so geformten Flüssigkeitsstrahlen können gegen
eine Prallplatte oder bevorzugt gegeneinander kollidieren. Es ist
möglich,
dafür einen
Reaktor entsprechend
Die Bildung der kollidierenden Strahlen kann auch so durchgeführt werden, dass bei einem Metallrohr, wie es beispielsweise für medizinische Spritzen üblich und in vielen Dimensionen verfügbar ist, derart ein Teil in der Mitte des Rohres weggefräst wird, dass nur noch ein Steg übrigbleibt, der die beiden Rohrhälften miteinander verbindet. Die entgegengesetzten Enden der beiden Rohrhälften werden jeweils mit der Produktzuführung verbunden. Der Vorteil einer solchen Ausführung besteht darin, dass durch den verbleibenden Steg eine Ausrichtung der Düsen aufeinander nicht mehr erforderlich ist. Die beiden Rohrhälften können dabei durch einen Knick im verbindenden Steg auch in einem Winkel aufeinandergerichtet sein, der von 180 Grad abweicht. Durch den verbindenden Steg bleiben auch in diesem Fall die strahlbildenden Rohre aufeinanderrichtet.The Formation of the colliding rays can also be carried out in such a way that with a metal tube, as for example for medical Spraying usual and available in many dimensions is, such a part is milled away in the middle of the tube, that only one footbridge remains, the two tube halves connects with each other. The opposite ends of the two tube halves are each with the product feeder connected. The advantage of such an embodiment is that by the remaining web alignment of the nozzles no longer is required. The two tube halves can thereby by a kink in the connecting bridge also be aligned at an angle, which deviates from 180 degrees. By the connecting bridge remain also in this case the jet-forming tubes are stacked.
Die physikalische Nachbehandlung kann auch eine Dampfstrahlmahlung sein, wobei der Dampf vorteilhafterweise bereits im Fällungsreaktor durch überhitzte Reaktandenzufuhr, durch Zufuhr eines heißen Spülmediums oder durch Mikrowellenerhitzung im Produktausgang erzeugt wird.The physical aftertreatment can also be a steam jet milling, wherein the steam is advantageously already overheated in the precipitation reactor Reactant feed, by supplying a hot flushing medium or by microwave heating is generated in the product output.
So kann diese physikalische Nachbehandlung bei gleichbleibender chemischer Zusammensetzung der gefällten Partikel zu einem Übergang in einen alternativen morphologischen Zustand, also beispielsweise eine andere, meist stabilere Kristallisationsform führen.So This physical aftertreatment can be carried out with constant chemical Composition of the precipitated Particles to a transition in an alternative morphological state, so for example lead to a different, usually more stable form of crystallization.
Insgesamt gelingt so beispielsweise durch die zeitlich unmittelbar anschließende Nachbehandlung die Herstellung von sehr feinteiligem, nanoskaligem Zinkoxid aus zunächst gefälltem amorphem Zinkhydroxidhydrat, bevor sich aus dem amorphen Zinkhydroxidhydrat ein nennenswerter Anteil an kristallinem Zinkhydroxid (ein Vorgang, der ohne Zutun bereits bei Raumtemperatur in kurzer Zeit abläuft) bilden kann, welches sich dann nur noch unter schwierigeren Bedingungen in Zinkoxid verwandeln ließe. Dies gelingt auch, wenn wie oben als Co – Fällung beschrieben, ein Gemisch mit einem co-gefällten Produkt hergestellt wurde.All in all succeeds, for example, by the immediate subsequent post-treatment the production of very finely divided, nanoscale zinc oxide first precipitated amorphous zinc hydroxide hydrate before emerging from the amorphous zinc hydroxide hydrate a significant proportion of crystalline zinc hydroxide (a process, which proceeds without action at room temperature in a short time) form can, which then only under more difficult conditions could be converted into zinc oxide. This also succeeds when described as co-precipitation above, a mixture with a co-precipitated product was produced.
Im erfindungsgemäßen Verfahren wurde erreicht, dass die Herstellung der nanoskaligen Teilchen mit gewünschter einheitlicher Morphologie und Teilchengröße in einem kontinuierlichen Verfahren realisiert wird. Wesentlich zum Erreichen von monomodalen Nanopartikeln mit enger Größenverteilung ist dabei zunächst eine schnelle Durchmischung der eingesetzten Reaktanden. Die zur Fällung der Nanopartikel führende schnelle Durchmischung kann in einem Y-Mischer oder einem T- Mischer oder in Mikroreaktoren, wie sie mittlerweile in vielen Ausführungen bekannt sind, durchgeführt werden, in denen die Reaktanden mittels Druck aus haarfeinen Kanälen gepresst werden, wobei die Reaktandenkanäle für die unterschiedlichen Reaktionspartner meist alternierend angeordnet sind.in the inventive method was achieved that the production of nanoscale particles with desired uniform morphology and particle size in a continuous Procedure is realized. Essential for achieving monomodal Nanoparticles with narrow size distribution is at first a fast mixing of the reactants used. The to precipitation the nanoparticle leading Fast mixing can be done in a Y-mixer or a T-mixer or in microreactors, as they are now known in many designs are done in which the reactants are pressed by pressure from hair-thin channels be, with the reactant channels for the different ones Reactants are usually arranged alternately.
Gewisse Vorteile bringt dabei eine Ausführung, bei der jeweils zwischen den Reaktandenkanälen jeweils zusätzliche Kanäle für den Austritt nicht reagierender Medien angeordnet sind. Diese nicht reagierenden Medien können Flüssigkeiten oder Gase sein und dienen dazu, Verstopfungen während des Betriebes zu verhindern und den Reaktor nach Arbeitsstopp zu entleeren und nachträgliche Verstopfungen zu verhindern.Certain Advantages brings an execution, in each case between the Reaktandenkanälen additional channels for the Outlet of unreacted media are arranged. This unresponsive Media can liquids or gases and serve to prevent blockages during operation and to empty the reactor after stoppage and subsequent blockages to prevent.
Für eine industrielle Produktion entsprechend der vorliegenden Erfindung in Mikroreaktoren sind prinzipiell alle Ausführungen geeignet, bei denen es nicht zu einer Verstopfung der engen Kanäle der Mikroreaktoren kommen kann.For an industrial Production according to the present invention in microreactors in principle all versions suitable in which there is no clogging of the narrow channels of the microreactors can come.
Gut
geeignet zur Verwendung für
das vorliegende Verfahren sind verschiedene Mikroreaktoren, insbesondere
die erfindungsgemäßen Mikroreaktoren,
aber auch der in
Ein weiterer geeigneter Mikroreaktor kann dadurch hergestellt werden, dass fünf Bauteile verwendet werden, die thermisch, durch Verschweißen oder durch Ultraschallverschweißen oder durch Kleben miteinander verbunden werden. Die zwei äußeren Bauteile sind strukturierte Platten mit Kanälen, die als Zuführleitungen für die Reaktanden dienen und bevorzugt aus Kunststoff, aber auch aus Metall, Glas oder Keramik bestehen können. Zwei Metallfolien formen nach dem Zusammenfügen der Bauteile mittels als Düsen wirkenden kleinen Löchern aus den zugeführten Reaktanden Flüssigkeitsstrahlen, wobei die strahlbildenden Löcher so ausgerichtet sind, dass sich jeweils 2 Strahlen aus gegenüberliegenden Folien treffen. Die Folien bestehen vorzugsweise aus Metall, allerdings kommen auch Platten aus Kunststoff, Glas oder Keramik in Frage. Es kann sich um zumindest ein Düsenpaar oder mehrere Düsenpaare handeln. Zwischen den Folien befindet sich das Reaktorbauteil. Es besteht vorzugsweise aus Kunststoff, kann aber auch aus Metall, Glas oder Keramik bestehen. Es dient als Abstandhalter zwischen den Düsen und stellt gleichzeitig im räumlichen Bereich der Düsenpaare jeweils eine Mischkammer zur Verfügung. Diese Mischkammer wird durch jeweils eine Bohrung im Abstandhalter realisiert, die nach der Montage der Bauteile zu den strahlbildenden Düsenlöchern konzentrisch ist und eine dem Mehrfachen der Düsenweite entsprechende Weite hat. Das Reaktorbauteil weist weiterhin zumindest eine auf der als Mischkammer senkrecht stehende Bohrung auf, die einerseits als Zufuhr für ein Spülmedium, wie Wasser oder bevorzugt Luft dient und auf der Gegenseite als Ausgang für Emulsion und Spülmedium dient. Die Spülung muss dabei nicht gleichzeitig mit dem Emulgieren geschehen. Die auf den Düsenplatte angeordneten Düsen können zweidimensional verteilt sein.One another suitable microreactor can be prepared thereby, that five Components that are used thermally, by welding or by ultrasonic welding or by gluing together. The two outer components are structured plates with channels that act as supply lines for the Reactants serve and preferably made of plastic, but also of metal, glass or ceramic can exist. Two metal foils form after joining the components by means of Acting nozzles small holes from the supplied Reactants liquid jets, the jet-forming holes are aligned so that in each case 2 rays from opposite Meet slides. The films are preferably made of metal, however Also come in plastic, glass or ceramic plates in question. It can be at least one nozzle pair or multiple pairs of nozzles. Between the foils is the reactor component. It exists preferably made of plastic, but can also be made of metal, glass or Ceramics exist. It serves as a spacer between the nozzles and represents simultaneously in spatial Range of nozzle pairs each a mixing chamber available. This mixing chamber will realized by a respective hole in the spacer, the after the assembly of the components to the jet-forming nozzle holes concentric is and a width corresponding to the multiple of the nozzle width Has. The reactor component also has at least one on the mixing chamber perpendicular hole on the one hand as a supply for a flushing medium, as water or preferably air is used and on the opposite side as an exit for emulsion and rinsing medium serves. The conditioner does not have to be done simultaneously with the emulsification. The on the nozzle plate arranged nozzles can be distributed in two dimensions.
In einem weiteren Mikroreaktor erfolgt die Strahlbildung mit handelsüblichen Metallröhrchen, wie sie beispielsweise in Edelstahlausführung als Spritzenkanülen verwendet werden. Eine Kanüle wird innerhalb eines begrenzten Bereiches durch Pressen abgeflacht oder in Ihrem Durchmesser reduziert. Der reduzierte Teil und die angrenzenden Bereiche des nicht reduzierten Rohrstückes werden in einen thermoplastischen Kunststoff eingepresst oder in einen härtbaren Kunstoff eingegossen.In another microreactor, the beam is formed with commercially available Metal tube, like used for example in stainless steel as syringe cannulas become. A cannula will within a limited range flattened by pressing or reduced in diameter. The reduced part and the adjacent ones Areas of the unreduced pipe section are in a thermoplastic Pressed plastic or poured into a curable plastic.
Die Durchmesserreduktion des Metallröhrchens kann auch dadurch geschehen, dass zumindest ein kurzer Rohrabschnitt eines zweiten, möglichst kurzen Metallröhrchens mit einem Aussendurchmesser, der dem Innendurchmesser des ersten Röhrchens entspricht, im ersten Röhrchen fixiert wird. Das Fixieren kann durch Schweißen, Kleben, Heften oder Einpressen erfolgen.The Diameter reduction of the metal tube can also be done by at least a short pipe section a second one, if possible short metal tube with an outside diameter equal to the inside diameter of the first tube corresponds, in the first tube is fixed. The fixing can be done by welding, gluing, stapling or pressing respectively.
In die Enden der Kanülen werden zwei Feinkanülenabschnitte mit einem Außendurchmesser entsprechend dem Innendurchmesser der Kanülen und mit einer Länge von weniger als 0,5 mm als Düsen fixiert. Der Abstand der Düsen zum Austritt der Emulsion beträgt ebenfalls weniger als 0,5 mm.In the ends of the cannulas become two Feinkanülenabschnitte corresponding to an outer diameter the inner diameter of the cannulas and with a length less than 0.5 mm as nozzles fixed. The distance of the nozzles to the exit of the emulsion also less than 0.5 mm.
Statt der Einbettung in einen härtbares Polymer kann ein Rohrstück aus Kunststoff oder Metall über den reduzierten Bereich geschoben werden.Instead of embedding in a hardenable Polymer can be a piece of pipe made of plastic or metal over pushed the reduced area.
Diese Einbettung, wie auch das Überschieben eines Rohrstückes dienen vorwiegend der Fixierung der Rohrenden, bzw. der daraus geformten Flach- oder Runddüsen und sorgen für die sichere Überdeckung der aufeinanderprallenden Strahlen. Dieses Fixieren ist dann wichtig, wenn eine vollständige Durchtrennung des durchmesserreduzierten Bereiches in zwei Segmente vorgesehen ist. Durch eine Bohrung im reduzierten Bereich kann eine Mischkammer zwischen den dadurch entstehenden beiden Düsenenden hergestellt werden. Eine Öffnung der Bohrung kann als Produktausgang, die zweite Öffnung als Eingang für ein Spülmedium genutzt werden. Die Trennung in zwei Düsensegmente kann auch durch einen materialabtragenden Schnitt in die Mitte des reduzierten Teiles erfolgen.These Embedding, as well as sliding over a piece of pipe serve primarily the fixation of the pipe ends, or the formed therefrom flat or round nozzles and take care of the safe cover of the colliding rays. This fixation is important if complete Cutting the diameter-reduced area into two segments is provided. Through a hole in the reduced area, a mixing chamber be produced between the resulting two nozzle ends. An opening the bore can be used as product outlet, the second opening as input for a flushing medium be used. The separation into two nozzle segments can also by a material-removing cut in the middle of the reduced part respectively.
Sofern die beiden reduzierten Rohrstücke von einem Schnitt nicht vollständig voneinander getrennt werden, kann auf eine Einbettung auch verzichtet werden. In diesem Fall sind die Düsenenden mechanisch noch miteinander verbunden, so dass eine konzentrische Kollision der Flüssigkeitsstrahlen gewährleistet ist.Provided the two reduced pieces of pipe from a cut not complete can be separated from each other, can also be dispensed with an embedding become. In this case, the nozzle ends are mechanically still together connected so that ensures a concentric collision of the liquid jets is.
In einer weiteren beispielhaften Ausführung wird über eine Kanüle ein Kanülensegment mit einem Innendurchmesser entsprechend dem Außendurchmesser der Innenkanüle geschoben. Nach einem Verpressen oder Verquetschen des Segmentes werden durch planparalleles oder keilförmiges Anschneiden oder Anbohren des Segmentabschnittes zwei Düsenöffnungen für die zu vermischenden Emulsionsbestandteile und eine Produktöffnung generiert. Wegen des bei dieser Ausführung fehlenden oder nur sehr kleinen Totraumes ist eine Spülung nicht erforderlich.In In another exemplary embodiment, a cannula segment becomes a cannula segment pushed with an inner diameter corresponding to the outer diameter of the inner cannula. After pressing or squeezing the segment are through plane-parallel or wedge-shaped Cutting or tapping the segment section two nozzle openings for the generated to be mixed emulsion components and a product opening. Because of in this embodiment missing or very small dead space is not a flush required.
In jedem Fall kann die Richtung der aufeinanderprallenden Flüssigkeitsströme durch Biegen oder Knicken der Anordnung im Kollisionspunkt der Flüssigkeiten in ihrem Auftreffwinkel verändert werden. Der Winkel kann dabei von den ursprünglichen 180 Grad soweit abweichen, dass die durch die Düsen gebildeten Strahlen auch nicht mehr teilweise auf die gegenüberliegende Düse fluchten. Für eine optimalen Überdeckung der kollidierenden Strahlen ist es dabei aber wichtig, dass die Strahlen in einer Ebene liegen. Dies wird sichergestellt durch die Funktion eines Hüllrohres oder aber durch eine nicht vollständige Durchtrennung der düsenbildenden Verengung.In any case, the direction of the colliding fluid streams by bending or kinking of the arrangement can be changed in the collision point of the liquids in their impact angle. The angle can differ from the original 180 degrees so far that the rays formed by the nozzles are no longer partially aligned with the opposite nozzle. For optimum coverage of the colliding rays, it is important that the rays lie in one plane. This is ensured by the function of a cladding tube or by an incomplete transection of the nozzle-forming constriction.
Das Vermischen der Stoffströme kann zu einer Emulsionsbildung der Inhaltsstoffe führen. Die vorliegende Erfindung kann der Spülung der zuführenden Kanäle, des Mischpunktes und einer sich anschließenden Mischstrecke dienen.The Mixing the material streams can lead to emulsification of the ingredients. The present Invention may be flushing the afferent Channels, serve the mixing point and a subsequent mixing section.
In einer weiteren Ausführung werden zwei aufeinandergerichtete Kanülen auf einem Ultraschallgeber oder einem Piezoschallgeber fixiert.In another embodiment be two consecutive cannulas on an ultrasound transducer or a piezo sounder fixed.
Für Fällungsreaktionen, bei denen leicht Verstopfungen auftreten können, wurde der Mikroreaktor als justierbare Einheit in drei Arten einer ähnlichen Ausführungen hergestellt, bei dem zumindest eine von zumindest zwei zylinderförmigen Düsenhalterungen im Mikroreaktorgehäuse derart drehbar und fixierbar gelagert ist, dass die gebildeten Flüssigkeitsstrahlen auf einen Kollisionspunkt ausgerichtet werden können.For precipitation reactions, where clogging can easily occur, the microreactor was called adjustable unit in three types of similar designs in which at least one of at least two cylindrical nozzle holders in the microreactor housing is mounted so rotatable and fixable that the liquid jets formed can be aligned to a collision point.
In der ersten Ausführung dieser Art, sind die im Mikroreaktor drehbaren und fixierbaren Düsenhalterungen als zylinderförmige Einsätze in einem stumpfen Winkel aufeinandergerichtet, der dem Winkel entspricht, in dem die darin produzierten Flüssigkeitsstrahlen aufeinandertreffen sollen. Die zumindest eine Düsenhalterung, welche drehbar gelagert ist, enthält dabei einen Düsenstein, der sich nicht mittig in der Düsenhalterung befindet. Der Düsenstein beschreibt daher bei der zum Justieren erforderlichen Drehung einen Kreis, der sich bei der gesuchten Justierung mit dem Gegenstrahl überschneidet.In the first version This type are the rotatable and fixable in the microreactor nozzle holders as cylindrical Calls aligned at an obtuse angle corresponding to the angle, in which the liquid jets produced therein to meet each other. The at least one nozzle holder, which rotatable is stored contains doing a nozzle stone, which is not centered in the nozzle holder located. The nozzle stone describes therefore, in the rotation required for adjustment, a circle, which overlaps with the desired adjustment with the counter-jet.
In
der zweiten Ausführung
dieser Art können die
drehbar gelagerten Düsenhalterungen
eine gemeinsame Drehachse besitzen. In diesem Fall genügt es, wenn
eine Düsenhalterung
fixiert ist und zumindest eine weitere Düsenhalterung durch Drehung justierbar
ausgeführt
ist. Der Düsenstein
ist dann in die jeweilige Düsenhalterung
so eingebaut, dass der gebildete Strahl in einem spitzen Winkel
von dem voran stehend beschriebenen, gerade durchgehenden Strahl
abweicht. (
In einer dritten Ausführung dieser Art können die drehbar gelagerten Düsenhalterungen zueinader parallele Drehachsen besitzen. Der jeweilige Düsenstein ist zudem in der Düsenhalterung nicht mittig plaziert. Die Dimensionierungen werden so gewählt, dass es bei der Drehung der Düsenhalterungen zu zwei Positionen der Strahlüberschneidung kommt. In dieser Ausführung können die Strahlen auch in einer 180 Grad Kollision aufeinandergerichtet werden.In a third embodiment this type can be rotatably mounted nozzle holders to have parallel axes of rotation. The respective nozzle stone is also in the nozzle holder not placed in the middle. The dimensions are chosen so that it with the rotation of the nozzle holders to two positions of the beam overlap comes. In this version can the rays are directed towards each other in a 180 degree collision become.
In den drei beschriebenen Ausführungen dieser Art kann der Mikroreaktor jeweils justiert werden, ohne dass sich die Eingangsöffnungen in den Raumkoordinaten gegeneinder verschieben. Auf diese Weise lassen sich Justierungen auch in fest installierten Bausteinen vornehmen, wie sie in Mikroreaktorbaukästen zwischenzeitlich üblich sind. Diese justierbaren Ausführungen sind vor allen Dingen von Vorteil, wenn die Düsen, insbesondere zur Vermeidung von potentiellen Verstopfungen, einen großen Abstand voneinander haben sollen und daher eine exakte Ausrichtung der Düsen aufeinander durch festen Einbau der Düsen nur unzuverlässig zu realisieren ist.In the three described embodiments of this Type, the microreactor can be adjusted respectively, without getting the entrance openings in the space coordinates move against. In this way adjustments can also be made in fixed blocks, as in microreactor kits meanwhile common are. These adjustable designs are above all advantageous if the nozzles, especially to avoid of potential blockages, have a large distance from each other should and therefore an exact alignment of the nozzles to each other by fixed Installation of the nozzles only unreliable to realize.
Für ein „Scaling up" ist es vorteilhaft wenn eine Reihe von Reaktoren parallel betrieben werden kann. Dabei versorgt dann jeweils eine Pumpe statt einen Reaktor mehrere Reaktoren mit Reaktanden. Ein dabei auftauchendes Problem ist die gleichmäßige Verteilung der Reaktandenmengen auf die einzelnen Reaktoren. Nur wenn dies gelingt, können in den einzelnen Reaktoren stöchiometrisch exakte Stoffumsetzungen gewährleistet werden. Erfindungsgemäß werden daher Düsen verwendet, die alle den gleichen Fließwiderstand haben, da die exakte stöchiometrische Verteilung nur auf diese Weise gewährleistet werden kann. Als in Reaktoren einzusetzende Düsen kann man daher metallische Rohrabschnitte gleicher Länge und gleichen Innendurchmessers verwenden. Bevorzugt verwendet man aber keramische Düsen aus bevorzugt Aluminiumoxid, in der Ausführung als Saphir oder Rubin oder diamantene Düsen, die chemisch hoch inert und zudem abrasionsbeständig sind. Aluminiumoxiddüsen sind vor allem deshalb gut geeignet, weil die Fertigungstoleranzen extrem klein sind und die Länge des Düsenkanales, der den Widerstand der Düse maßgeblich mitbestimmt, kommerziell in sehr kurzen Ausführungen erhältlich ist.For a "scaling up "it is beneficial if a number of reactors can be operated in parallel. there then supplies a pump instead of a reactor several reactors with reactants. An emerging problem is the even distribution the amounts of reactants on the individual reactors. Only if this succeed, can Stoichiometric in the individual reactors guaranteed exact material conversions become. According to the invention therefore nozzles used, all of which have the same flow resistance, since the exact stoichiometric Distribution can only be guaranteed in this way. When Nozzles to be used in reactors Can you therefore metallic pipe sections of the same length and same inside diameter use. However, preference is given to using ceramic Nozzles off preferably alumina, in the version as sapphire or ruby or diamond nozzles, which are chemically highly inert and abrasion resistant. Alumina nozzles are Above all, well suited because the manufacturing tolerances extremely are small and the length the nozzle channel, the resistance of the nozzle decisively co-determined, commercially available in very short versions.
Dabei ist es möglich, dass sich das Spülgas erst aufgrund von Druckabfall oder höherer Temperatur durch Wechsel des Aggregatzustandes oder durch Temperaturerhöhung im Mikroreaktor bildet. Zumindest eine der Produktzuführungen kann über den Siedepunkt des Lösungsmittels aufgeheizt werden, so dass das Lösungsmittel nach dem Durchtritt durch die Düse wegen des dortigen Druckabfalles dann zumindest teilweise verdampft und dadurch als sich stets bildendes und wieder kondensierbares Spülgas zur Verfügung steht. Es ist auch möglich, dass sich das Gas durch die chemische Reaktion selbst bildet oder durch gezielte Zugabe entsprechender Reaktanden zusätzlich zu den Reaktanden. Insbesondere kommt dafür Kohlendioxid oder auch Ammoniak in Frage.It is possible that the purge gas forms only due to pressure drop or higher temperature by changing the state of matter or by increasing the temperature in the microreactor. At least one of the product feeds can be heated above the boiling point of the solvent, so that the solvent then at least partially evaporated after passing through the nozzle because of the pressure drop there and is thus available as always forming and again condensable purge gas available. It is also possible that the gas forms by the chemical reaction itself or by targeted addition entspre additional reactants in addition to the reactants. In particular, this is carbon dioxide or ammonia in question.
Es
hat sich gezeigt, dass bei einer Vielzahl von Fällungen, insbesondere wenn
die Fällungen
mit niedrigkonzentrierten Reaktandenlösungen durchgeführt werden,
auf die Zufuhr von Spülgas
oder Spülflüssigkeit
zumindest zeitweise verzichtet werden kann. Bei Reaktoren mit relativ
engem Produktabfuhrkanal ist es jedoch auch in diesen Fällen meist vorteilhaft,
zum Spülen,
zum Reinigen oder zum Entleeren ein Spülgas oder eine Spülflüssigkeit
zu verwenden. Bei den in
Diese Reaktoren können auch so betrieben werden, dass an den Produktausgang ein Unterdruck angelegt wird und sich das Spülgas für den Reaktor durch Verdampfen des Lösungsmittels, bevorzugt Wasser, bildet. Das verdampfte Lösungsmittel kann in einer Kältefalle kondensiert werden. Das Produkt kann ebenfalls in einer Kältefalle zusammen mit dem Lösungsmittel in gefrorenem Zustand gewonnen und gefriergetrocknet werden.These Reactors can also be operated so that applied to the product output a negative pressure will and the purge gas for the Reactor by evaporation of the solvent, preferably water, forms. The vaporized solvent may be in a cold trap be condensed. The product can also be in a cold trap together with the solvent obtained frozen and freeze-dried.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch so durchgeführt werden, dass zumindest zwei strahlbildende Düsen oder Düsenrohre in Halterungen justierbar gelagert sind und die Düsen so zueinander justiert werden, dass die Strahlen in einem Winkel von 180 Grad oder einem stumpfen oder in einem spitzen Winkel aufeinandertreffen, wobei die Düsen sich in einer weitgehend materialfernen Umgebung befinden und der entstehende Produktnebel sich weitgehend in alle drei Dimensionen ausbreiten kann. Diese Umgebung kann dabei durch ein Gehäuse beispielsweise einen Behälter mit einem Volumen von einigen Millilitern bis zu mehreren tausend Litern begrenzt werden. Die Tröpfchen des sich bei der Kollision bildenden Nebels setzen sich dann aufgrund der Schwerkraft auf dem Boden des Behälters ab.The inventive method can also be done like this be that at least two jet-forming nozzles or nozzle tubes adjustable in brackets are stored and the nozzles be adjusted to each other so that the rays at an angle of 180 degrees or a blunt or at a sharp angle, where the nozzles are are located in a largely material distant environment and the resulting Product mist can propagate largely in all three dimensions. This environment can by a housing, for example, a container with limited in volume from a few milliliters up to several thousand liters become. The droplets of the mist forming in the collision then settle due to the Gravity on the bottom of the container.
Der Reaktor kann aber auch so konstruiert sein, dass sich ein für die Kollision von freien Strahlen geeigneter Gasraum dadurch bildet, dass sich der entstehende Nebel aus Dispersion gefällter Partikel durch Schwerkraft aus dem Kollisionraum entfernt.Of the Reactor can also be designed so that one for the collision of free rays suitable gas space thereby forms that the resulting mist from dispersion of precipitated particles by gravity removed from the collision space.
Der Reaktor kann auch so betrieben werden, dass der Betrieb in einem Behälter im getauchten Zustand durchgeführt wird, und auf ein Spülgas oder eine Spülflüssigkeit vollständig verzichtet wird.Of the Reactor can also be operated so that the operation in one container carried out in the dipped state will, and on a purge gas or a rinsing liquid Completely is waived.
Das Spülgas oder die Spülflüssigkeit können im Kreislauf geführt werden. Zur Kreislaufführung des Spülgases wird dieses in einem Gasabscheider vom Produkt getrennt. Die Kreislaufführung einer Spülflüssigkeit gelingt dadurch, dass die Spülflüssigkeit mit dem die Dispersion enthaltenden Reaktionsmedium nicht mischbar ist und demzufolge eine abtrennbare Phase bildet, die im Kreislauf geführt wird. Die mit der Produktdispersion nicht mischbare „Spülflüssigkeit" kann aber auch unbewegt statisch im Reaktionsraum verbleiben, während sich die Produktdispersion aus dem Reaktor nach unten absetzt oder nach oben aufschwimmt. In jedem Fall wird mittels der eine eigene Phase bildenden „Spülflüssigkeit der Reaktionsraum, der, realistisch betrachtet, nur in der dispergierten Phase existiert, klein gehalten und eine Rückvermischung und gleichzeitig die Möglichkeit einer Reaktorverstopfung verhindert. Bei der Spülflüssigkeit kann es sich um Silkonöl, um Mineralöl oder ein anderes mit dem Fällungsmedium nicht mischbares Medium handeln.The purge or the rinsing liquid can in Guided cycle become. For circulation of purge gas this is separated from the product in a gas separator. The circulation of a rinse succeeds in that the rinsing liquid with the dispersion containing reaction medium is immiscible and thus forms a separable phase that is recycled. The "rinsing liquid" which is immiscible with the product dispersion can also be static in the air Reaction space remain while the product dispersion settles down or out of the reactor floating up. In any case, by means of a separate phase forming "rinsing liquid the reaction space, which, realistically, only in the dispersed Phase exists, kept small and backmixing and simultaneously the possibility prevents reactor clogging. The rinsing liquid can be silver oil, mineral oil or a other with the precipitation medium Do not mix immiscible medium.
Die Flüssigkeitsstrahlen werden bevorzugt in Reaktoren mittels Düsen erzeugt. Dazu werden mit Pumpen, vorzugsweise zwangsverdrängenden Pumpen, Drücke zwischen vorzugsweise 50–200 bar erzeugt. Selbstverständlich können auch höhere oder niedrigere Drücke angewendet werden. Niedrigere Drücke führen jedoch zu niedrigeren Umsatzmengen, höhere Drücke zu einer Erhöhung der Mischgeschwindigkeit aber auch zu höheren Kosten für die Pumpenenergie. Der Durchmesser des Reaktorraumes sollte bevorzugt dem mehrfachen Durchmesser der Düsen zur Zuführung der Reaktandenstrahlen entsprechen. Der Faktor liegt günstigerweise zwischen 5 und 50, besonders günstig ist ein Faktor zwischen 10 und 25The liquid jets are preferably produced in reactors by means of nozzles. To do this with pumps, preferably forcibly displaced Pumps, pressures between preferably 50-200 generated bar. Of course can also higher or lower pressures be applied. Lower pressures to lead however, to lower sales volumes, higher pressures to increase the Mixing speed but also to higher costs for the pump energy. The diameter of the reactor space should preferably be the multiple Diameter of the nozzles to the feeder correspond to the reactant beams. The factor is conveniently between 5 and 50, especially cheap is a factor between 10 and 25
In einer erfindungsgemäß verwendeten Anlagentechnik werden die Pumpen, die der Förderung der Reaktandenströme in den Mikroreaktor dienen, bevorzugt mittels eines pH-Wert-Messgebers Druckmesswertgebers, oder eines Leitfähigkeitsmesswertgebers am Produktausgang und einer Steuerung geregelt.In a used in the invention Plant engineering are the pumps that promote the flow of reactants in the Serving microreactor, preferably by means of a pH transmitter Pressure transmitter, or a conductivity transmitter at the product output and a controller regulated.
Der Zeitraum bis zur völligen Durchmischung kann in einem solchen Mikroreaktor, abhängig von Düsenweiten, Pumpendruck, Reaktandenviskosität, Temperatur und anderen Parametern unterhalb einer Millisekunde liegen und kann auf unter 50 Mikrosekunden durch Erhöhen des Pumpendruckes oder Verkleinerung des Düsendurchmessers verkürzt werden, sofern eine extrem hohe Keimbildungsgeschwindigkeit dies erforderlich macht.Of the Period until complete Mixing can take place in such a microreactor, depending on nozzle widths, Pump pressure, reactant viscosity, temperature and other parameters below one millisecond can and can to under 50 microseconds by increasing the pump pressure or reducing it the nozzle diameter shortened if an extremely high nucleation rate is this required.
Wesentlicher Teil der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung von zumindest zwei hintereinandergeschalteten Durchflussreaktoren oder bevorzugt Mikroreaktoren, ganz besonders bevorzugt von spülbaren Mikroreaktoren. In einem definierbaren Abstand wird dabei an den Ausgang des Fällungsreaktors, in dem die erste Fällungsreaktion durchgeführt wird, ein weiterer Reaktor so angeschlossen, dass als Spülgas für den weiteren Reaktor die aus dem ersten Reaktor stammende Gas-Produktmischung dient. Die Reaktanden, die in diesem weiteren Reaktor zur Kollision gebracht (zugedüst) werden, dienen dem Coating der im ersten Reaktor entstandenen Partikel. Die in dem weiteren Reaktor kollidierenden Reaktanden können identisch sein oder sich unterscheiden, so dass durch die Kollision eine Produkt entsteht, dass sich bevorzugt auf den Oberflächen der gefällten Partikeln anlagert, bzw. diese Partikel umhüllt. Fällt man beispielsweise ein Oxid oder ein Hydroxid im ersten Reaktor durch chemische Fällung können diese im zweiten Reaktor dadurch gecoatet werden, dass in einem wassermischbaren Lösungsmittel gelöste Stearinsäure zugedüst wird. Es kann stattdessen auch in heißem Wasser gelöstes Natriumstearat zugedüst werden. Das Oberflächencoating kann aber auch durch eine chemische Fällung stattfinden. In diesem Fall finden in zwei nacheinandergeschalteten Reaktoren jeweils unterschiedliche chemische Fällungsreaktionen statt.essential Part of the present invention is also the use of at least two flow reactors connected in series or preferred Microreactors, most preferably of flushable microreactors. In one definable distance is at the exit of the precipitation reactor, in which the first precipitation reaction is carried out, another reactor connected so that as purge gas for further Reactor derived from the first reactor gas product mixture serves. The reactants that collide in this further reactor be brought, serve the coating of the particles formed in the first reactor. The reactants colliding in the further reactor can be identical be or differ so that by hitting a product arises that prefers on the surfaces of the precipitated particles attaches or envelops these particles. If one falls for example an oxide or a hydroxide in the first reactor by chemical precipitation can this be coated in the second reactor characterized in that in a water-miscible solvent dissolved stearic acid is served. It can also be hot in place instead Water solved Sodium stearate become. The surface coating but can also take place by a chemical precipitation. In this Case find in two successive reactors each different chemical precipitation reactions instead of.
Durch die Verwendung eines kühlen Spülmediums, insbesondere bei der Verwendung eines flüssigen, bevorzugt eines mit der Dispersion nicht mischbaren, Spülmediums kann das entstehende Produkt gekühlt werden und gleichzeitig, insbesondere bei der Verwendung eines gasförmigen Spülmediums der Transport aus dem Mikroreaktor in und durch einen Wärmetauscher erheblich beschleunigt werden, sodass eine sehr effektive Kühlung erreicht wird, selbst noch wenn die inneren geometrischen Abmessungen des Wärmetauschers zur Verhinderung von Verstopfung wesentlich größer sind als bei den in der Mikroreaktionstechnik nach dem Stand der Technik eingeführten, aber verstopfungsanfälligen Wärmetauscher.By the use of a cool flushing medium, especially when using a liquid, preferably one with the dispersion immiscible, flushing medium, the resulting product chilled be and simultaneously, especially when using a gaseous flushing medium the transport from the microreactor into and through a heat exchanger be significantly accelerated, so that a very effective cooling is achieved even if the internal geometric dimensions of the heat exchanger To prevent constipation are much larger than those in the Microreaction technology introduced according to the prior art, but Clogged heat exchanger.
Durch die Verwendung eines heißen Spülmediums kann eine chemische oder physikalische Stoffumwandlung bewirkt werden. Durch den Energieinhalt des heißen Spülmediums kann aber auch das Fällungsmedium verdampft werden. Sofern das heiße Spülmedium ein Gas ist, kann man so zu getrockneten Pulvern gelangen. Der Ausgang des Mikroreaktors verhält sich dann wie eine Sprühtrockungsdüse. Sofern das heiße Spülmedium eine Flüssigkeit ist, erhält man nach Verdampfung des Fällungsmediums eine Dispersion im Spülmedium.By the use of a hot flushing medium a chemical or physical conversion can be effected. Due to the energy content of the hot flushing medium but also the precipitation medium be evaporated. If the hot flushing medium is a gas, you can get to dried powders. The output of the microreactor behave then like a spray-drying nozzle. Provided the hot flushing medium a liquid is, receives after evaporation of the precipitation medium a dispersion in the rinsing medium.
Soweit es sich um spülbare Mikroeaktoren handelt, wie sie in der vorliegenden Erfindung beschrieben werden, können diese Mikroreaktoren auch ganz allgemein für chemische Reaktionen und Umsetzungen verwendet werden, bei denen die Fällung von Partikeln nicht das Ziel der Synthese ist, sondern Verstopfungen durch Verkrustungen oder Verharzungen oder ungewollte Partikelbildung vermieden werden sollen oder es zum Erhalt einer hohen Ausbeute auf eine besonders schnelle Durchmischung ankommt.So far it is flushable Microactuators are as described in the present invention can, can these microreactors also quite generally for chemical reactions and reactions used in which the precipitation of particles not the The aim of the synthesis is, but blockages by encrustations or resinification or unwanted particle formation can be avoided should or to obtain a high yield on a particular fast mixing is important.
In der Anfangs- und in der Endphase des Betriebes des Mikroreaktors kann es vorkommen, dass ein Lösungsmittelstrahl in die gegenüberliegende Düse eintritt und dort eine Ausfällung „hinter der Düse" bewirkt, solange beispielsweise die Anlage auf einer Reaktorseite noch nicht entlüftet ist. Aus diesem Grund kann der Reaktor über eine zusätzliche Bohrung mit einem Blockierer ausgestattet werden, der temporär mit einem Störstift in den Kollisionspunkt ragt, um eine mögliche Verblockung zu vermeiden. Dieser Störstift wird beispielsweise pneumatisch oder bevorzugt mittels eines Elektromagneten bewegt. Der Elektromagnet wird an ein Druckmessgerät, bevorzugt an ein Manometer mit Schaltkontakt angeschlossen und von diesem gesteuert. Nur beim Überschreiten eines einstellbaren Mindestdruckes in beiden Zuführleitungen für die Reaktanden wird der Störstift aus dem Kollisionspunkt entfernt. Der Störstift kann frei über den Düsenöffnungen stehen oder optional so konstruiert sein, dass er die Düsenöffnungen abdichtet.In the beginning and in the final phase of the operation of the microreactor It can happen that a solvent jet enters the opposite nozzle and there a precipitate "behind the nozzle "causes, as long as For example, the system is not vented on a reactor side yet. For this reason, the reactor can have an additional Bore be equipped with a blocker that temporarily with a Störstift protrudes into the collision point to avoid possible blocking. This Störstift is for example pneumatically or preferably by means of an electromagnet emotional. The solenoid is preferred to a pressure gauge connected to a pressure gauge with switching contact and from this controlled. Only when crossing an adjustable minimum pressure in both supply lines for the reactants becomes the sturgeon pin removed from the collision point. The sturgeon pin can move freely over the orifices stand or optionally be constructed so that it the nozzle openings seals.
Weitere Beispiele zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind die Herstellung von Partikeln durch Fällung oder Co-Fällung der nachfolgenden Substanzen, oder die Beschichtung von dispergierten oder frisch gefällten Partikeln durch anschließende Fällung oder Co-Fällung mit zumindest einer der nachfolgenden Substanzen, nämlich Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Aluminiumsilikat, Aluminiumtitanat, Antimonoxide, Bariumferrit, Bariumstannat, Bariumsulfat, Bariumtitanat und andere Titanate, Bleizirkonat, Borate, Calciumcarbonat und andere Carbonate, Calciumhydroxidphosphat, Calciumfluorid, Calciumstearat, Ceroxid, nano-Glas, Eisenoxide, nano-Email, Ferrofluide, Indiumoxid, Lanthanoxid, Lithiumtitanat, Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Magnetofluide, Manganoxid, Natrium-Aluminiumsilikat und andere Silikate, Nickelhydroxid, Nickelferrit, Nickeloxide, Nickelsulfid, Nickeltitanat, Silberhalogenide und andere Halogenide, Siliciumdioxid, Strontiumcarbonat, Strontiumsulfat, Titandioxid, Yttrium-Aluminium-Granat, Yttriumvanadat, Zinkoxid, Zinksulfid, Zinkterephtalat und andere Terephtalate, Zinnoxid, Zirkonphosphat und andere Phosphate, Zirkonoxid, sowie Mischmetalloxide mit den vorgenannten Stoffen, teilweise als Dotierung, ebenso andere Perowskite, Halbleiter, Supraleiter und weitere elektrokeramische Werkstoffe.Further examples for the application of the method according to the invention are the production of particles by precipitation or co-precipitation of the following substances, or the coating of dispersed or freshly precipitated particles by subsequent precipitation or co-precipitation with at least one of the following substances, namely aluminum hydroxide, aluminum oxide, Aluminum silicate, aluminum titanate, antimony oxides, barium ferrite, barium stannate, barium sulfate, barium titanate and other titanates, lead zirconate, borates, calcium carbonate and other carbonates, calcium hydroxide phosphate, calcium fluoride, calcium stearate, cerium oxide, nano-glass, iron oxides, nano-enamel, ferrofluids, indium oxide, lanthana, Lithium titanate, magnesia, magnesium hydroxide, magnetofluids, manganese oxide, sodium aluminosilicate and other silicates, nickel hydroxide, nickel ferrite, nickel oxides, nickel sulfide, nickel titanium tanate, silver halides and other halides, silicon dioxide, strontium carbonate, strontium sulfate, titanium dioxide, yttrium aluminum garnet, yttrium vanadate, zinc oxide, zinc sulphide, zinc terephthalate and other terephthalates, tin oxide, zirconium phosphate and other phosphates, zirconium oxide and mixed metal oxides with the abovementioned substances, sometimes as Doping, as well as other perovskites, semiconductors, superconductors and other electroceramic materials.
So lassen sich beispielsweise Werkstoffe für die Elektroden von Lithium-Ionen-Batterien durch Fällung und anschließende Nachbehandlung herstellen. Dies gelingt unter anderem durch die Fällungsreaktion von Lithiumverbindungen mit Verbindungen der Metalle Titan, Nickel, Cobalt, Mangan und Aluminium jeweils allein oder gemischt. Lithiumhydroxid kann man mit einem sauren Salz der vorgenannten Metalle im Mikroreaktor umsetzen um zu phasenreinen Produkten zu gelangen.So For example, materials for the electrodes of lithium-ion batteries can be used by precipitation and subsequent Create post-treatment. This succeeds among other things by the precipitation reaction of lithium compounds with compounds of the metals titanium, nickel, Cobalt, manganese and aluminum each alone or mixed. Lithium hydroxide can with an acidic salt of the aforementioned metals in a microreactor implement in order to arrive at phase-pure products.
Die in der Literatur beschriebene Fällung von Lithiumeisenphosphat, das als Kathodenwerkstoff in Lithiumionen Batterien verwendet werden soll, kann ebenfalls vorteilhaft in den beschriebenen Mikroreaktoren gefällt werden.The Precipitation described in the literature of lithium iron phosphate used as the cathode material in lithium ions Batteries to be used can also be beneficial in the like microreactors become.
Durch die Umsetzung von Bariumhydroxid mit einem sauren Titansalz und einer Nachbehandlung gelangt man zu phasenreinem Bariumtitanat für elektrokeramische Anwendungen. In den vorgenannten Beispielen kann man statt Lithiumhydroxid oder Bariumhydroxid auch das entsprechende jeweilige saures Salz zusammen mit den sauren Salzen von Titan, Nickel, Cobalt, Mangan und Aluminium im Mikroreaktor mit einer Lauge, wie Natronlauge, zur Reaktion bringen.By the reaction of barium hydroxide with an acidic titanium salt and After-treatment is achieved to pure phase barium titanate for electroceramic Applications. In the above examples, instead of lithium hydroxide or barium hydroxide also the corresponding respective acidic salt together with the acidic salts of titanium, nickel, cobalt, manganese and aluminum in the microreactor with an alkali, such as sodium hydroxide solution, to react.
Typische Beispiele sind auch die Herstellung von Antimonzinnoxid oder Antimonzinkoxid oder Indiumzinnoxid oder Indiumzinkoxid.typical Examples are also the production of antimony tin oxide or antimony zinc oxide or indium tin oxide or indium zinc oxide.
Durch Beschichten von Siliziumoxidpartikeln mit Eisenoxid oder Titandioxid gelangt man beispielsweise zu Partikeln mit besonderen Eigenschaften für die Kosmetik. Für den gleichen oder andere Einsatzzwecke kann man auch mehrere aufeinanderfolgende Fällungen in nacheinandergeschalteten Reaktoren durchführen, wobei vor allem die Fällung von Schichten von Eisenhydroxiden oder Oxiden und Siliciumoxid im Vordegrund stehen.By Coating of silica particles with iron oxide or titanium dioxide For example, you can get particles with special properties for the Cosmetics. For For the same or other purposes you can also use several consecutive precipitations in successive reactors, especially the precipitation of layers of iron hydroxides or oxides and silica in the foreground.
Es können Partikel mit magnetischen Eisenoxiden beschichtet oder auch magnetische oder superparamagnetische Partikel zu Partikeln mit besonderen optischen Eigenschaften beschichtet werden und bei der Verarbeitung durch Anlegen von elektrischen Feldern in eine Richtung geordnet oder zu bestimmten geometrischen Mustern angeordnet werden.It can Particles coated with magnetic iron oxides or magnetic or superparamagnetic particles to particles with special optical Properties are coated and processed by Applying electric fields arranged in one direction or be arranged to specific geometric patterns.
Der chemische Ablauf und die Stöchiometrie der jeweiligen Fällung kann dabei nach dem für die jeweilige Fällung in einem Rührreaktor bekannten Stand der Technik erfolgen.Of the chemical process and the stoichiometry of respective precipitation can do it after the for the respective precipitation in a stirred reactor known prior art done.
Titandioxid kann so beispielsweise als Dispersion oder frisch gefällt als eine an dessen Fällung unmittelbar anschließende, zeitlich leicht versetzte Fällung von zumindest einem Metallphosphat zur Herstellung antikorrosiver Weißpigmente beschichtet werden. Die Fällung der Phosphate als Einzelschritt erfolgt dabei jeweils nach den in der Literatur beschriebenen Vorgehensweisen zur Fällung von Phosphaten. Als Metallkomponente der Phosphate kommen beispielsweise Cer, Zink, Aluminium oder Mangan in Frage. Alternativ oder zusätzlich kann in einer weiteren zeitlich versetzten Fällung eine weitere anorganische Schicht, beispielsweise aus Aluminiumhydroxid oder Aluminiumoxid aufgebracht werden. Frisch gefälltes Zinkoxid oder Zinkhydroxid kann so mit Zinksulfid beschichtet werden. Zinksulfid oder mit Zinksulfid beschichtetes Metalloxid, auch Zinkoxid kann durch Behandlung mit Kupfersulfatlösung elektrisch leitfähig werden.Titanium dioxide For example, it can be used as a dispersion or as a fresh precipitate one directly at the precipitation then, slightly precipitated precipitation in time of at least one metal phosphate for the production of anticorrosive White pigments be coated. The precipitation The phosphates as a single step are carried out according to the in The literature describes procedures for the precipitation of phosphates. The metal component of the phosphates are, for example, cerium, zinc, Aluminum or manganese in question. Alternatively or additionally in a further time-delayed precipitation another inorganic Layer, for example of aluminum hydroxide or aluminum oxide be applied. Freshly felled Zinc oxide or zinc hydroxide can thus be coated with zinc sulfide. Zinc sulfide or zinc sulfide coated metal oxide, also zinc oxide can become electrically conductive by treatment with copper sulphate solution.
Leitfähige Beschichtungen erhält man auch durch das zeitlich leicht versetzte Auffällen von Mischoxiden aus Zinn oder Zink mit Indiumoxid oder Antimonoxid oder aus Aluminiumoxid nach dem Stand der Technik aus den entsprechenden Säuren und Laugen. Durch zeitlich versetzte Auffällung von Metalltitanaten auf Titandioxid gelangt man beispielsweise zu Katalysatoren für die Kunststoffpolymerisation. Weitere Beispiele sind nano-Kosmetika und nano-Pharmazeutika durch Solvent-Nonsolvent-Fällung oder durch Lösen in Lauge und Fällung mit Säure. Diese Herstellung kann dabei aber auch so durchgeführt werden, dass simultan zur Fällung oder, bevorzugt zeitlich leicht versetzt in einem zweiten Reaktor, eine Co-Fällung von nanoskaligem, anorganischem Produkt durchgeführt wird. Insbesondere die Löslichkeit von schlecht löslichen Pharmazeutika kann dabei enorm verbessert werden, wenn das gefällte anorganische Produkt jeweils je nach Anforderung eine hohe Löslichkeit in Blut oder eine hohe Löslichkeit in Säure, auch als Carbonat oder Hydrogencarbonat unter Abspaltung von Kohlendioxid, bzw. Magenflüssigkeit oder eine hohe Löslichkeit in Lauge, bzw. Darmflüssigkeit besitzen. Die Fällung kann dabei auch im Gemisch von Wasser mit Lösungsmittel erfolgen, so dass auch anorganische Produkte, bzw. Salze zur Fällung gelangen, die wasserlöslich und bioverträglich sind.Conductive coatings receives one also by the temporally slightly offset incidence of mixed oxides of tin or zinc with indium oxide or antimony oxide or of alumina according to the prior art from the corresponding acids and Alkalis. By staggered precipitation of metal titanates on Titanium dioxide is obtained, for example, to catalysts for the polymerisation. Other examples include nano-cosmetics and nano-pharmaceuticals Solvent non-solvent precipitation or by loosening in lye and precipitation with acid. However, this production can also be carried out in this way that simultaneously to the precipitation or, preferably slightly offset in time in a second reactor, a co-precipitation of nanoscale, inorganic product. In particular, the solubility of poorly soluble Pharmaceuticals can be greatly improved if the precipitated inorganic Product depending on the requirement, a high solubility in blood or a high solubility in acid, also as carbonate or bicarbonate with elimination of carbon dioxide, or gastric fluid or a high solubility in lye, or intestinal fluid have. The precipitation can also be done in a mixture of water with solvent, so that also inorganic products, or salts to precipitate, the water-soluble and biocompatible are.
Weitere Beispiele sind die Herstellung sogenannter Quantum Dots und deren Coating. Dabei kommen als Quantum Dots und als deren Coating insbesondere in Frage: CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe. Als Coating kommen dabei auch Phosphorverbindungen in Frage, beispielsweise Trioctylphosphinoxid oder Trioctylphosphinselenid.Further examples are the production of so-called quantum dots and their coating. Particularly suitable as quantum dots and as their coating are: CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe. As coating, phosphorus compounds are also suitable, for example trioctyl phosphine oxide or trioctylphosphine selenide.
Ein weiteres Beispiel ist die Herstellung von nanopartikulärer Polyanilindispersion durch Fällung aus Anilin in Salzsäure mit Ammoniumperoxidisulfat in salzsaurer Lösung.One Another example is the preparation of nanoparticulate Polyanilindispersion by precipitation Aniline in hydrochloric acid with ammonium peroxydisulfate in hydrochloric acid solution.
Eine Anwendung ist die Herstellung von Spinellen als Intercalations – Elektrodenwerkstoff für Lithiumionenbatterien. So fällt man beispielsweise Cobaltoxid aus Cobaltnitrat mit überschüssigem Lithiumhydroxid in Anwesenheit eines Oberflächenmodifikators zur sterischen Stabilisierung der entstehenden nanoskaligen Partikel. Der Oberflächenmodifikator wird beim Sintern unter reduzierenden Bedingungen zu einer leitfähigen Beschichtung umgewandelt. Weiteres Lithiumhydroxid oder Lithiumnitrat reagiert anschließend mit Cobaltoxid zu Lithiumcobaltat. Zu nanoskaligem, leitfähig beschichtetem Lithiumtitanat gelangt man auf analoge Weise, wenn statt Cobaltnitrat Titannitrat, bzw. salpetersauer peptisiertes, nanoskaliges Titanoxidhydrat verwendet wird. Zu nanoskaligem, leitfähig beschichtetem Lithiummetallphosphat als Elektrodenwerkstoff gelangt man durch die Fällung von nanoskaligem Eisenphosphat, beispielsweise aus Eisennitrat und Phosphorsäure in Anwesenheit eines Oberflächenmodifikators. Durch reduzierendes Sintern erhält man aus dem Oberflächenmodifikator eine leitfähige Schicht. Durch die zusätzliche Anwesenheit einer Lithiumverbindung, bevorzugt Lithiumhydroxid oder Lithiumnitrat, entsteht beim weiteren Sintern der nanoskalige Lithiumeisenphosphat – Intercalations Werkstoff, der auf der Oberfläche elektrische leitfähigkeit aufweist.A Application is the production of spinels as an intercalation electrode material for lithium-ion batteries. That's how it is For example, cobalt oxide from cobalt nitrate with excess lithium hydroxide in the presence of a surface modifier for steric stabilization of the resulting nanoscale particles. The surface modifier becomes a conductive coating during sintering under reducing conditions transformed. Further lithium hydroxide or lithium nitrate then reacts with Cobalt oxide to lithium cobaltate. To nanoscale, conductive coated Lithium titanate is obtained in an analogous manner, if instead of cobalt nitrate Titanium nitrate, or nitrous peptized, nanosize titanium oxide hydrate is used. To nanoscale, conductive coated lithium metal phosphate the electrode material is obtained by the precipitation of nanoscale iron phosphate, for example, iron nitrate and phosphoric acid in the presence of a surface modifier. Obtained by reducing sintering one from the surface modifier a conductive Layer. By the additional Presence of a lithium compound, preferably lithium hydroxide or Lithium nitrate, formed during further sintering of the nanoscale lithium iron phosphate intercalations Material that is on the surface electric conductivity having.
Weitere Beispiele sind die Herstellung organischer Explosivstoffe durch reaktive Fällung von Benzanat oder anderer Explosivstoffe. Weitere Beispiele sind die Herstellung organischer Pigmente durch reaktive Fällung in erfindungsgemäßen Mikroreaktoren mittels Azokupplung oder durch Solvent-Nonsolventfällung von in Schwefelsäure gelösten Pigmenten mittels Wasser als Nonsolvent. Es kann dabei vorteilhaft sein, wenn die Fällung als Co-Fällung mit anorganischen Partikeln durchgeführt wird, bevorzugt derart, dass die anorganischen Partikel zu zumindest einem der Reaktanden oder über einen eigenen Reaktandeneingang als Dispersion zugegeben werden oder durch eine Fällung zeitlich unmittelbar vor der Fällung der organischen Partikeln gebildet werden.Further Examples are the production of organic explosives by reactive precipitation of benzanate or other explosives. Other examples are the production of organic pigments by reactive precipitation in microreactors according to the invention by azo coupling or by solvent Nonsolventfällung of in sulfuric acid dissolved Pigments using water as Nonsolvent. It can be advantageous be when the precipitation as co-precipitation is carried out with inorganic particles, preferably such that the inorganic particles to at least one of the reactants or over a separate Reaktandeingingang be added as a dispersion or by a precipitation in time immediately before the precipitation the organic particles are formed.
Ein großer Vorteil ergibt sich aus der hier beschriebenen Möglichkeit, Düsen mit exakt definierter Geometrie zu verwenden. Dadurch bleibt auch beim parallelen Betrieb mehrerer Reaktoren die gleichmäßige Verteilung und damit die Einhaltung der exakten Stöchiometrie in allen Reaktoren gewährleistet.One greater Advantage arises from the possibility described here, with nozzles to use exactly defined geometry. This also keeps it parallel Operation of multiple reactors uniform distribution and thus the Compliance with the exact stoichiometry guaranteed in all reactors.
Es ist Teil dieser Erfindung, dass die hier beschriebenen Vorrichtungen statt zur Herstellung von nanoskaligen Produkten als nicht verstopfende chemische Mikroreaktoren genutzt werden. In diesem Einsatzbereich sind diese Vorrichtungen insbesondere auch dann besonders nützlich, wenn es bei solchen Reaktionen, wie es sehr häufig der Fall ist, in nicht beabsichtigter Weise zu Ausfällungen oder Verkrustungen kommen kann.It is part of this invention that the devices described here instead of producing nanoscale products as non-clogging chemical microreactors are used. In this application area In particular, these devices are particularly useful if in such reactions, as is very often the case, not in intended way to precipitations or incrustations can come.
Der besondere Vorteil ergibt sich ebenso wie bei der Fällung von nanoskaligen Produkten aus der Spülbarkeit des Reaktionsraumes mit einem Spülgas oder einer Spülflüssigkeit. Dabei ist es möglich, dass sich das Spülgas erst aufgrund von Druckabfall oder höherer Temperatur durch Wechsel des Aggregatzustandes oder durch Temperaturerhöhung im Mikroreaktor bildet. Es ist auch möglich, dass sich das Gas durch die chemische Reaktion selbst bildet oder durch gezielte Zugabe entsprechender Reaktanden zusätzlich zu den Reaktanden. Insbesondere kommt dafür Kohlendioxid oder auch Ammoniak in Frage.Of the special advantage arises as well as in the precipitation of nanoscale products from the flushability of the reaction space with a purge gas or a rinsing liquid. It is possible that the purge gas only due to pressure drop or higher temperature due to change the aggregate state or by increasing the temperature in the microreactor forms. It is also possible, that the gas is formed by the chemical reaction itself or by targeted addition of appropriate reactants in addition to the reactants. Especially come for that Carbon dioxide or ammonia in question.
Eine weitere Ausführung sieht die Sprühtrocknung von gefällten Produkten vor. Als Spülgas wird dabei ein heißes Gas zugeführt, welches aufgrund seiner Menge und Temperatur ausreichend Energie enthält zur Verdampfung des Dispergiermediums, sodass aus dem Reaktor Lösungsmitteldampf, beispielsweise Wasserdampf, und freie Partikel austreten. In einer an den Reaktor angeschlossenen Anordnung, die einer Sprühtrocknungsstrecke nach dem Stand der Technik entspricht, fallen dann feste Partikel an.A further execution sees the spray drying of felled Products. As purge gas becomes a hot one Supplied with gas, which due to its amount and temperature sufficient energy contains to evaporate the dispersing medium so that solvent vapor, For example, water vapor, and free particles emerge. In a connected to the reactor arrangement, the spray drying line According to the prior art, then fall solid particles at.
Eine weitere Ausführung sieht die Herstellung von Dispersionen oder Emulsionen vor, bei denen die kollidierenden Flüssigkeiten nicht oder nur begrenzt miteinander mischbar sind und sich in zumindest einem der Flüssigkeitsstrahlen zumindest eine gelöste Substanz befindet. Die Prozessführung wird so gestaltet, dass die Flüssigkeit, die die gelöste Substanz enthält, nach der Kollision im Reaktor oder in der anschließenden Strecke verdampft und die vorher gelöste Substanz sich dann im verbleibenden nicht lösenden Medium nicht gelöst dispergiert oder nicht gelöst emulgiert in der verbleibenden Flüssigkeit verbleibt. Die Verdampfung erfolgt dabei dadurch, das zumindest eine der beiden Flüssigkeiten vor dem Eintritt in den Reaktor beispielsweise mittels einer von außen temperierten, spiralförmigen Zufuhrleitung erhitzt wird, wobei die Temperatur auch über dem Siedepunkt der Flüssigkeit liegen kann. Oder das zugeführte Gas wird vor dem Eintritt in den Reaktor erhitzt. Alternativ oder zusätzlich kann am Produktausgang ein Unterdruck angelegt werden. Auf diese Weise können wässrige Dispersionen von wasserunlöslichen Substanzen hergestellt werden. Oberflächenmodifizierende Reagenzien können dabei in zumindest einem der zumindest zwei Flüssigkeitsstrahlen gelöst enthalten sein oder zeitversetzt zugegeben werden.A further embodiment provides for the production of dispersions or emulsions in which the colliding liquids are immiscible or only to a limited extent miscible with each other and at least one dissolved substance is present in at least one of the liquid jets. The process control is designed so that the liquid containing the solute evaporates after collision in the reactor or in the subsequent stretch and the previously dissolved substance then dissolved in the remaining non-solvent medium dispersed or not dissolved emulsified in the remaining liquid remains. The evaporation takes place in that at least one of the two liquids is heated prior to entering the reactor, for example by means of an externally tempered, spiral feed line, wherein the temperature may also be above the boiling point of the liquid. Or the gas supplied is heated before it enters the reactor. Alternatively or additionally, a negative pressure can be applied to the product outlet. In this way, aqueous dispersions of water-insoluble substances can be prepared. Surface-modifying reagents may be dissolved in at least one of the at least two liquid jets or added with a time delay will give.
Erläuterung zu den Zeichnungen:Explanation to the drawings:
Der
Gehäusekörper von
Claims (39)
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---|---|
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Cited By (25)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005053862A1 (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-10 | Pharmasol Gmbh | Method and device for producing very fine particles and for coating such particles |
WO2007124888A3 (en) * | 2006-04-27 | 2007-12-21 | Univ Kaiserslautern Technische | Process and apparatus for producing micro- and/or nanoparticles, and micro- and/or nanoparticles |
DE102006033152A1 (en) * | 2006-07-18 | 2008-01-31 | Chemische Fabrik Budenheim Kg | Nanofine phosphates |
US7641890B2 (en) * | 2006-03-20 | 2010-01-05 | Fujifilm Corporation | Inorganic fine particle and method for producing the same using microchannel |
DE102009008478A1 (en) | 2009-02-11 | 2010-08-19 | PHAST Gesellschaft für pharmazeutische Qualitätsstandards mbH | Apparatus and method for producing pharmaceutically ultrafine particles and for coating such particles in microreactors |
WO2011116763A1 (en) * | 2010-03-22 | 2011-09-29 | Mjr Pharmjet Gmbh | Method and device for producing microparticles or nanoparticles |
CN102448603A (en) * | 2009-06-30 | 2012-05-09 | 科莱恩金融(Bvi)有限公司 | Apparatus for continuously carrying out chemical reactions at high temperatures |
CN103127888A (en) * | 2013-03-18 | 2013-06-05 | 浙江海洋学院 | Fish-shaped reactor |
CN104128137A (en) * | 2014-08-04 | 2014-11-05 | 浙江海洋学院 | Double fish-shaped reactor |
CN104557006A (en) * | 2015-01-19 | 2015-04-29 | 河南师范大学 | Method for preparing cobalt ferrite magnetostrictive material from waste lithium ion batteries in low magnetic field |
DE102015006727A1 (en) | 2015-05-30 | 2016-12-01 | Rainer Pommersheim | Process and technical process for the production of micro- and nanoparticles of different sizes |
EP3243564A1 (en) * | 2016-05-13 | 2017-11-15 | Karlsruher Institut für Technologie | Device and method for performing precipitation reactions with the participation of at least two output products |
CN107473196A (en) * | 2017-09-30 | 2017-12-15 | 贵州微化科技有限公司 | A kind of method of continuous production LITHIUM BATTERY high compacted density nano ferric phosphate |
CN108439490A (en) * | 2018-04-25 | 2018-08-24 | 深圳市寒暑科技新能源有限公司 | A kind of Preparation equipment and preparation method of ternary material precursor |
CN108539127A (en) * | 2018-04-25 | 2018-09-14 | 深圳市寒暑科技新能源有限公司 | A kind of continuous device and method for preparing ternary material |
DE102017110292A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Instillo Gmbh | Process and apparatus for producing reaction products |
DE102017210202A1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-12-20 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | fluid reactor |
CN111170344A (en) * | 2020-01-15 | 2020-05-19 | 珠海琴晟新材料有限公司 | Preparation method of ultra-pure nano material |
WO2021120213A1 (en) * | 2019-12-20 | 2021-06-24 | 唐山哈船科技有限公司 | Deep beauty-treatment massage cream and preparation method and application method |
CN115159568A (en) * | 2022-07-18 | 2022-10-11 | 湘潭顺络电子有限公司 | Continuous production method and device of nano zirconia |
DE102011113413B4 (en) | 2010-09-17 | 2022-11-03 | Instillo Gmbh | Process for the preparation of dispersions of semiconductor materials |
CN115286028A (en) * | 2022-05-12 | 2022-11-04 | 四川大学 | A kind of preparation method and device for synthesizing high-dispersion nano-calcium carbonate without additives |
CN116328556A (en) * | 2023-05-30 | 2023-06-27 | 山东招金膜天股份有限公司 | Nano catalytic composite fiber membrane and application thereof in Fenton method wastewater treatment |
CN116673047A (en) * | 2023-04-07 | 2023-09-01 | 浙江大学 | Catalyst capable of cooperatively removing nitrogen oxides and CO, and preparation method and application thereof |
CN116786020A (en) * | 2023-07-27 | 2023-09-22 | 连云港瑞邦药业有限公司 | Hot dissolving device for calcium methylbutyrate processing and preparation and application method thereof |
-
2005
- 2005-10-07 DE DE102005048201A patent/DE102005048201A1/en not_active Withdrawn
Cited By (45)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102005053862A1 (en) * | 2005-11-04 | 2007-05-10 | Pharmasol Gmbh | Method and device for producing very fine particles and for coating such particles |
US9168498B2 (en) | 2005-11-04 | 2015-10-27 | Abbvie Deutschland Gmbh & Co Kg | Method and device for producing very fine particles and coating such particles |
US7641890B2 (en) * | 2006-03-20 | 2010-01-05 | Fujifilm Corporation | Inorganic fine particle and method for producing the same using microchannel |
WO2007124888A3 (en) * | 2006-04-27 | 2007-12-21 | Univ Kaiserslautern Technische | Process and apparatus for producing micro- and/or nanoparticles, and micro- and/or nanoparticles |
DE102006033152A1 (en) * | 2006-07-18 | 2008-01-31 | Chemische Fabrik Budenheim Kg | Nanofine phosphates |
DE102009008478A1 (en) | 2009-02-11 | 2010-08-19 | PHAST Gesellschaft für pharmazeutische Qualitätsstandards mbH | Apparatus and method for producing pharmaceutically ultrafine particles and for coating such particles in microreactors |
CN102448603A (en) * | 2009-06-30 | 2012-05-09 | 科莱恩金融(Bvi)有限公司 | Apparatus for continuously carrying out chemical reactions at high temperatures |
CN102448603B (en) * | 2009-06-30 | 2015-05-13 | 科莱恩金融(Bvi)有限公司 | Device for continuously carrying out chemical reactions at high temperatures |
WO2011116763A1 (en) * | 2010-03-22 | 2011-09-29 | Mjr Pharmjet Gmbh | Method and device for producing microparticles or nanoparticles |
US8852644B2 (en) | 2010-03-22 | 2014-10-07 | Instillo Gmbh | Method and device for producing microparticles or nanoparticles |
CN102883798A (en) * | 2010-03-22 | 2013-01-16 | Mjr喷气医药有限公司 | Method and device for producing microparticles or nanoparticles |
EA025562B1 (en) * | 2010-03-22 | 2017-01-30 | Инстилло Гмбх | Method for producing microparticles or nanoparticles and device therefor |
CN102883798B (en) * | 2010-03-22 | 2016-02-24 | 英斯迪罗有限公司 | For the preparation of the method and apparatus of particulate and nanoparticle |
DE102011113413B4 (en) | 2010-09-17 | 2022-11-03 | Instillo Gmbh | Process for the preparation of dispersions of semiconductor materials |
CN103127888B (en) * | 2013-03-18 | 2014-10-08 | 浙江海洋学院 | fish reactor |
CN103127888A (en) * | 2013-03-18 | 2013-06-05 | 浙江海洋学院 | Fish-shaped reactor |
CN104128137A (en) * | 2014-08-04 | 2014-11-05 | 浙江海洋学院 | Double fish-shaped reactor |
CN105396521A (en) * | 2014-08-04 | 2016-03-16 | 浙江海洋学院 | Double-fish-shaped reactor |
CN105396521B (en) * | 2014-08-04 | 2017-10-27 | 浙江海洋学院 | Pisces shaped reaction device |
CN104557006A (en) * | 2015-01-19 | 2015-04-29 | 河南师范大学 | Method for preparing cobalt ferrite magnetostrictive material from waste lithium ion batteries in low magnetic field |
WO2016193087A1 (en) | 2015-05-30 | 2016-12-08 | Tuliport S.À.R.L. | Method and technical process for the production of micro- and nanoparticles of different sizes |
DE102015006727A1 (en) | 2015-05-30 | 2016-12-01 | Rainer Pommersheim | Process and technical process for the production of micro- and nanoparticles of different sizes |
CN107683172A (en) * | 2015-05-30 | 2018-02-09 | 图利波特有限公司 | For preparing the method and industrial process of various sizes of micron particles and nano particle |
EP3243564A1 (en) * | 2016-05-13 | 2017-11-15 | Karlsruher Institut für Technologie | Device and method for performing precipitation reactions with the participation of at least two output products |
DE102017110292A1 (en) * | 2017-05-11 | 2018-11-15 | Instillo Gmbh | Process and apparatus for producing reaction products |
DE102017110292B4 (en) | 2017-05-11 | 2020-06-10 | Instillo Gmbh | Process for the preparation of reaction products |
US11298673B2 (en) | 2017-06-19 | 2022-04-12 | Leon-Nanodrugs Gmbh | Fluid reactor |
CN110913983A (en) * | 2017-06-19 | 2020-03-24 | 弗劳恩霍夫应用研究促进协会 | Fluid reactor |
DE102017210202A1 (en) * | 2017-06-19 | 2018-12-20 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. | fluid reactor |
CN110913983B (en) * | 2017-06-19 | 2022-04-01 | 莱昂纳米药物有限公司 | Fluid reactor |
CN107473196A (en) * | 2017-09-30 | 2017-12-15 | 贵州微化科技有限公司 | A kind of method of continuous production LITHIUM BATTERY high compacted density nano ferric phosphate |
CN108539127B (en) * | 2018-04-25 | 2023-12-01 | 纳威科技(深圳)有限公司 | Equipment and method for continuously preparing ternary material |
CN108539127A (en) * | 2018-04-25 | 2018-09-14 | 深圳市寒暑科技新能源有限公司 | A kind of continuous device and method for preparing ternary material |
CN108439490A (en) * | 2018-04-25 | 2018-08-24 | 深圳市寒暑科技新能源有限公司 | A kind of Preparation equipment and preparation method of ternary material precursor |
WO2021120213A1 (en) * | 2019-12-20 | 2021-06-24 | 唐山哈船科技有限公司 | Deep beauty-treatment massage cream and preparation method and application method |
CN111170344A (en) * | 2020-01-15 | 2020-05-19 | 珠海琴晟新材料有限公司 | Preparation method of ultra-pure nano material |
CN115286028A (en) * | 2022-05-12 | 2022-11-04 | 四川大学 | A kind of preparation method and device for synthesizing high-dispersion nano-calcium carbonate without additives |
CN115286028B (en) * | 2022-05-12 | 2023-12-15 | 四川大学 | A preparation method and device for synthesizing highly dispersed nanometer calcium carbonate without using additives |
CN115159568A (en) * | 2022-07-18 | 2022-10-11 | 湘潭顺络电子有限公司 | Continuous production method and device of nano zirconia |
CN116673047A (en) * | 2023-04-07 | 2023-09-01 | 浙江大学 | Catalyst capable of cooperatively removing nitrogen oxides and CO, and preparation method and application thereof |
CN116673047B (en) * | 2023-04-07 | 2024-04-12 | 浙江大学 | Catalyst capable of synergistically removing nitrogen oxides and CO, preparation method and application thereof |
CN116328556A (en) * | 2023-05-30 | 2023-06-27 | 山东招金膜天股份有限公司 | Nano catalytic composite fiber membrane and application thereof in Fenton method wastewater treatment |
CN116328556B (en) * | 2023-05-30 | 2023-08-04 | 山东招金膜天股份有限公司 | Nano catalytic composite fiber membrane and application thereof in Fenton method wastewater treatment |
CN116786020A (en) * | 2023-07-27 | 2023-09-22 | 连云港瑞邦药业有限公司 | Hot dissolving device for calcium methylbutyrate processing and preparation and application method thereof |
CN116786020B (en) * | 2023-07-27 | 2024-04-19 | 连云港瑞邦药业有限公司 | Hot dissolving device for calcium methylbutyrate processing and preparation and application method thereof |
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