DE19954827A1

DE19954827A1 - Mikrowellensensitive mikrokomposite Materialien

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Publication number: DE19954827A1
Application number: DE19954827A
Authority: DE
Inventors: Alfred Heidekum
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-11-13
Filing date: 1999-11-13
Publication date: 2001-06-07

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mikrokompositen Feststoff, bestehend aus einer anorganischen, amorphen Metalloxidmatrix und darin eingelagerten mikrowellensensitiven Partikeln, ein Verfahren zur Herstellung dieser porösen mikrokompositen Feststoffe sowie deren Verwendung als Katalysator in der heterogenen Katalyse.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen mikrokompositen Feststoff bestehend aus einer anorganischen, amorphen Metalloxidmatrix und darin eingelagerten mikrowel lensensitiven Partikeln, ein Verfahren zur Herstellung dieser porösen mikrokomposi ten Feststoffe sowie deren Verwendung als Katalysator in der heterogenen Katalyse.

Der größte Nachteil der heterogenen Katalyse beruht im Stoff und Wärmeübergang vom Reaktionsmedium zur Katalysatoroberfläche, an der die eigentliche Reaktion stattfindet. Dieser Übergang ist in der Regel geschwindigkeitsbestimmend. Ist dieser Übergang langsam dann kann der katalytische Effekt, also die Reaktionsgeschwin digkeitserhöhung, gering sein oder gar ausbleiben. Um diesen diffusionskontrollier ten Übergang zu erleichtern, kann bei höheren Reaktionstemperaturen gearbeitet werden. Dies führt jedoch häufig zur Bildung ungewollter Nebenprodukte im Reakti onsgemisch, da das gesamte Gemisch ständig einer hohen Umgebungstemperatur ausgesetzt ist.

Die heterogene Katalyse mit Hilfe von Mikrowellenstrahlung ist von einigen Arbeits gruppen mit unterschiedlichem Erfolg untersucht worden. Jedoch handelt es sich hierbei um Verfahren im Hochtemperaturbereich (< 350°C), d. h. Bedingungen, unter denen auch poröse traditionelle Katalysatoren mikrowellensensitiv sind (J. K. S. Wan, Queen's University, Kingston, (CAN); P. Mingos, Imperial College, London (UK); G. Bond University of Hull (UK); G. Roussy, Université de Nancy, Vandoeuvre, (FR)).

Darüber hinaus wird die Mikrowellenstrahlung in der lösungsmittelfreien Synthese mit heterogenen Katalysatoren eingesetzt. Hier benutzt man die Mikrowellenstrahlung insbesondere zur schnellen Erwärmung der flüssigen Reaktionsphase und nicht des Katalysators. Eine Anwendung für die mikrowellengestützte selektive Erwärmung des Katalysators bei geringen Umgebungstemperaturen besteht jedoch nicht.

Darüber hinaus ist die Verwendung von porösen Katalysatoren und deren Herstel lung in einer Vielzahl von Druckschriften beschrieben worden. So offenbart die EP-A- 0 067 459 Silikapartikel, die eine sehr enge Porendurchmesserverteilung aufweisen und durch Sol-Geltechnik hergestellt werden können. Die so erhaltenen Silikapartikel sind als Katalysatoren und Katalysatorträger geeignet. Die EP-A-0 801 946 be schreibt ebenfalls ein Sol-Gelverfahren zur Herstellung von Silikapartikeln bzw. Sili kapuder.

In der EP-A-0 578 553 wird die Verwendung von solchen Silikapartikeln als Aus gangsmaterialien für optische Fasern beschrieben.

EP-A-0 495 459 beschreibt die Herstellung von Kompositmaterialien durch Umset zung von Metallverbindungen mit Komplexbildnern für diese Metallverbindungen und mit zur Polykondensation befähigte Netzbildner in einem Sol-Gelprozess.

US Patent 5,587,228 beschreibt ein Keramikkomposit, das keramische Fasern und Mikropartikel enthält, die mit einem keramischen Bindemittel eine poröse Matrix bil den. Dieses keramische Komposit ist insbesondere zum Transport von kryogenen Flüssigkeiten geeignet.

WO 96/26907 offenbart mikorporöse amorphe Mischermetalloxidgläser, die durch Polykondensation von löslichen Metallverbindungen herstellbar sind. Dabei werden mindestens zwei hydrolisierbare flüssige oder gelöste Verbindungen der Elemente Titan, Silicium, Aluminiumzirkon oder Cer ineinander gelöst und der Polykondensa tion unterworfen und anschließlend kalziniert. Die so erhaltenen Materialien sind als Oxidations-, Hydrier-, Hydrocracking-, oder Kondensationskatalysator einsetzbar. In dem US Patent 4,916,106 wird die Verwendung eines vergleichbaren Katalysators für die Stickoxidoxidation beschrieben.

DE-A-40 28 720 offenbart keramische Wabenkörper, die Stoffe mit hoher Dielektrizi tätskonstante enthalten, wobei die Stoffe in Form einer Beschichtung oder als Teil der keramischen Masse vorliegen. Dieser keramische Wabenkörper erhitzt sich, falls er einer Mikrowellenstrahlung ausgesetzt wird und kann als Katalysator für Gasphasenreaktionen, insbesondere zur Abgasentgiftung, eingesetzt werden. Eine Herstel lung mittels eines Sol-Gel-Verfahrens ist nicht erwähnt.

Schließlich offenbaren die WO 97/35662 und US Patent 5,824,622 poröse Mikro komposite, die perfluorierte Ionenaustauscherpolymere in einer Matrix aus Metall oxid, Silika oder Metalloxid und Silika enthalten.

Die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung bestand darin, verbesserte Katalysatoren für die heterogene Katalyse bereitzustellen.

Überraschenderweise wurde gefunden, daß spezielle mikrokomposite Materialien, die aus einer anorganischen, amorphen Metalloxidmatrix und darin eingelagerten mikrowellensensitiven Partikeln bestehen eine selektive Erwärmung der Materialien, wenn sie in eine Reaktionslösung eingebracht sind, ermöglichen. Durch diese Er wärmung wird die Aktivität des Katalysators erhöht und eine höhere Ausbeute an gewünschtem Reaktionsprodukt erzielt.

Gegenstand der vorliegenden Anmeldung ist somit

a) ein mikrokompositer Feststoff, der aus einer anorganischen, amorphen Metalloxidmatrix besteht, in die mikrowellensensitive Partikel eingelagert sind;
b) Verfahren zur Herstellung eines wie vorstehend unter (i) definierten mikro kompositen Feststoffs umfassend das Vermischen einer Matrixprecursorlö sung, die vorkondensierten Matrixbildner enthält, mit einer Dispersion der Mikrowellen sensitiven Partikel und Kondensieren des Matrixbildners zu einem Gel;
c) Verwendung des vorstehend unter (i) definierten Mikrokompositen Fest stoffs oder des gemäß (ii) erhältlichen mikrokompositen Feststoffs als Kataly sator für die heterogene Katalyse.

Figurenbeschreibung

Fig. 1 zeigt das Erwärmungsverhalten verschiedener Metalloxide gemäß D. Michael et al., Chemistry under Non-classic Conditions, Wiley, NY 479-513 (1997). 5 g des entsprechenden Oxides werden bei 500 Watt, ν = 2,45 GHz und λ = 0.12 m (Bestrahlungsdauer: 0,5; 2; 9, und 30 min) behandelt.

Fig. 2 zeigt den Vorteil des umgekehrten Wärmetransports des Katalysators der vor liegenden Erfindung gegenüber einem konventionellen Temperatureintrag. Im kon ventionellem Fall wird der Katalysator durch die heißere Reaktionslösung erwärmt (T_Lsg. < T_Kat.). Ein Substrat muß die Diffusionsschicht durchdringen bevor es die Mög lichkeit bekommt an der Katalysatoroberfläche zu reagieren. Bei einem mikrowel leninduzierten Energieeintrag ist der Katalysator heißer als die umliegende Reak tionslösung (ausgehend davon, daß es sich hierbei um ein hinreichend unpolares Lösungsmittel handelt). Nun hat der Wärmetransport an der Oberfläche einen weit aus konvektiveren Charakter, wodurch die Diffusionsschicht minimiert wird und die Reaktionsgeschwindigkeit bei geringerer Gesamttemperatur erhöht werden kann.

Der mikrokomposite Feststoff (i) der vorliegenden Erfindung und dessen Herstel lungsverfahren werden nachfolgend näher erläutert.

"Mikrowellensensitive Partikel" im Sinne der vorliegenden Erfindung sind solche Par tikel, die sich stark in einem Mikrowellenfeld erhitzen (siehe auch Fig. 1). Diese Par tikel sind vorzugsweise kristallin und liegen im Mikro- bis Nanometermaßstab vor (bevorzugte Teilchengröße 100 nm bis 1 mm, insbesondere 1 µm bis 100 µm). Die in den erfindungsgemäßen Feststoffen eingesetzten mikrowellensensitiven Partikel haben vorzugsweise eine geringe äußere Oberfläche, insbesondere im Bereich von 0,01 bis 1 m²/g, vorzugsweise < 0,1 m²/g. Bei den mikrowellensensitiven Partikeln handelt es sich insbesondere um Übergangsmetalloxide und -chalkogenide ver schiedenster Kristalltypen wie z. B. Y₂O₃, VO₂, V₂O₃, V₂O₅, Nb₂O₅, Cr₂O₃, MoSe₂, WO₃, WS₂, WSe₂, MnO, FeO, Fe₃O₄, CoO, Co₂O₃, Co₃O₄ CoS, NiO, Ni₂O₃, CuO, Cu₂O, La₂O₃, CeO₂, Nd₂O₃, Sm₂O₃, Gd₂O₃, Tb₄O₇, Dy₂O₃, Er₂O₃, Yb₂O₃, Lu₂O₃, und U₃O₈ oder Mehrkomponentensyteme wie z. B. CoSiO₃, CoRh₂O₄, CoMn₂O₄, CoFe₂O₄, CrCo₂O₄, NiCo₂O₄, CuCuCo₁₁O₁₆, und RhCo₂O₄. Bevorzugte Verbindungen sind CrO₂, WO₃, WS₂ WSe₂, Fe₃O₄, Co₃O₄, CoS, NiO, CoFe₂O₄, NiCo₂O₄, CuCo₁₁O₁₆.

Diese mikrowellensensitiven Partikel sind - durch die vorzugsweise Herstellung durch ein Sol-Gel-Verfahren - hochdispers und im wesentlichen gleichmäßig in ein Netzwerk eines wahlweisen anorganischen amorphen Metalloxids mit großer chemi schen Oberfläche (< 100 m²/g) und poröser Struktur (vorzugsweise mit einem durch schnittlichen Porendurchmesser von 0,5 bis 80 mm) eingebaut. Das Netzwerk kann aus Oxiden von Elementen der III. und IV. Hauptgruppe sowie der IV. bis VI. Neben gruppe des Periodensystems der Elemente, insbesondere Siliciumodioxid, Boroxi den, Aluminiumoxiden, Phosphoroxiden, Titandioxid, Zirkondioxid, Vanadiumoxiden, Nioboxiden, Chromoxiden oder Gemischen hiervon bestehen. Auf mikroskopischer Ebene kann man sich das folgendermaßen vorstellen: In einem Schwamm mit großen Poren befinden sich eingebettet kleine kompakte Kiesel, die in der Lage sind, den gesamten Schwamm aufzuheizen.

Der Anteil der mikrowellensensitiven Komponente an den erfindungsgemäßen Fest stoffen beträgt von 0,1 bis 90 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 bis 50 Gewichtspro zent, besonders bevorzugt 10 bis 40 Gewichtsprozent.

Der erfindungsgemäße mikrokomposite Feststoff kann als Pulver, Granulat oder Formkörper vorliegen. Die Teilchengröße des mikrokompositen Feststoffs beträgt 5 µm bis 1 mm.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der erfindungsge mäße mikrokomposite Feststoff mit spezifischen Katalysatormaterialien (wie Enzy men, enzymähnliche organische Materialien, Metallen, Edelmetallen usw.) be schichtet.

Die Synthese des erfindungsgemäßen mikrokompositen Feststoffs erfolgt in sehr ähnlicher Art, wie in WO 97/35662 und US-Patent 5,824,622 beschrieben. Anstelle des perfluorierten Ionenaustauschharzes werden mikrowellensensitive Partikel hochdispers in einer porösen Silicamatrix mittels einem Sol-Gel-Verfahreneinge schlossen.

Syntheseverlauf

Lösung A: Netzwerkprecursorlösung, z. B. Si(OCH₃) wird in wäßriger HCl saurer vor kondensiert.

Lösung B ist eine NaOH basische Dispersion der mikrowellensensitiven Komponente in Wasser (pH 8,0 bis 11,0) oder auch in einem wenig wasserlöslichen organischen Lösungsmittel.

Lösung A wird bei Raumtemperatur unter kräftigem Rühren zu Lösung B gegeben, in einem Zeitraum von 1 bis 30 Minuten erfolgt die Kondensation des Netwerkbildners zu einem Gel. Benutzt man ein organisches Lösungsmittel für die Lösung B, so er hält man ein Gel in kleiner Kugelform. Das Gel wird filtriert, gewaschen und bei 100- 250°C getrocknet bzw. durchkondensiert.

Die physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Festoffs (Porenvolumen, spez. Oberfläche usw.) werden maßgeblich durch die Netzwerkbildnerquelle sowie durch die NaOH-Konzentration der Lösung B bestimmt.

Es konnte gezeigt werden, daß das Sol-Gel-Verfahren die meisten Vorteile in sich birgt. Es können hierdurch mikrowellensensitive Materialien in beliebiger Kristall größe und Art erhalten werden. Dies ist insofern von erheblicher Relevanz, da die Größe der mikrowellensensitiven Partikel einen entscheidenden Einfluß auf das Er wärmungsverhalten haben. Ansonsten identische Materialien zeigen bei Kristallit größen unter 100 nm vernachlässigbare Erwärmung. Bei Kristallgrößen um 50 µm erhält man jedoch spontane Erwärmung auf sehr hohe Temperaturen (thermal runaway).

Im Gegensatz hierzu bestehen die mikrosensitiven Materialien - falls sie durch Trän ken oder Imprägnieren von amorphen Katalysatorträgermaterialien mit einem Metall nitrat und Zersetzung dessen bei erhöhten Temperaturen hergestellt werden (DE 40 28 720) - in erster Linie aus Metalloxiden, die auf dem Trägermaterial im Größenbe reich von 1-50 nm abgeschieden sind. Diese Materialien zeigen keinen Tempera turanstieg im Mikrowellenfeld. Tempert man nun bei entsprechender Temperatur, so können diese Metalloxide weiter wachsen und sollten dann eine Mikrowellenabsorp tion ermöglichen.

Ein wesentlicher Nachteil dieser so hergestellten Materialien besteht darin, daß sich die mikrowellensensitiven Partikel lediglich auf der äußeren Oberfläche des Kataly sators befinden. Dies führt in der Regel zu erheblichen Komplikationen, wenn es darum geht, eine weitere katalytisch aktive Spezies (z. B. Edelmetalle wie Pt, Pd oder Rh) auf das Material aufzubringen. In durch ein Sol-Gel-Verfahren hergestellten mikrokompositen Materialien befinden sich die mikrowellensensitiven Partikel zum Großteil innerhalb des Materials und haben dementsprechend weniger Einfluß auf eine Edelmetallspezies auf der äußeren Oberfläche.

Das durch das Sol-Gel-Verfahren erhaltene Material besitzt nun alle potentiellen Merkmale eines amorphen heterogenen Katalysators bzw. Katalysatorträgermateri als (insbesondere für Flüssigphasenreaktionen) und kann sich in einem Mikrowel lenfeld stark erhitzen. Herkömmliche poröse und amorphe Katalysatoren und Trä germaterialien wie z. B. reines Silica erhitzen sich in einem Mikrowellenfeld weit we niger stark (s. Fig. 1).

Der erfindungsgemäße mikrokomposite Feststoff besitzt bei seiner Verwendung in der heterogenen Katalyse den entscheidenden Vorteil, daß der eigentliche Reak tionsort, das Katalysatorpartikel, aus makroskopische Sicht bekannt ist. Setzt man nun Katalysatoren ein, die mikrowellensensitiv sind, so kann man sie bei geeigneter Reaktionsanordnung selektiv erhitzen. Erhitzt sich das Katalysatorpartikel im Mikro wellenfeld weitaus schneller als die Reaktionslösung darum herum (s. Fig. 2), was genau dann sehr wahrscheinlich ist, wenn ein wenig polares Lösungsmittel verwen det wird, das keinerlei Mikrowellenstrahlung absorbiert, dann ergeben sich folgende Vorteile:

1. Die Reaktionslösung bleibt weitaus kühler als in klassischen Verfahren, so daß unkatalysierte thermische Reaktionen unterdrückt bleiben.
2. Da nur der Katalysator erhitzt wird, kann an dem eigentlichen Reaktionsort ein viel größerer Energieeintrag stattfinden als durch die thermische Gesamterwärmung des Systems.
3. Das reagierende Molekül braucht nicht mehr zusätzliche Energie an die Kataly satoroberfläche mitzutransportieren, um den Katalysator aufzuheizen. Damit wird die Selektivität erhöht.
4. Durch gepulste Mikrowellenstrahlung läßt sich der Energieeintrag sehr viel ge nauer und schneller dosieren als bei einer thermisch induzierten und trägen Ge samterwärmung.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiele Beispiel 1 Darstellung eines 5%igen Mikrokompositen (MK-Fe5)

0,156 mmol Si(OCH₃)₄, 4 ml H₂O und 3 ml einer 0,01 molaren HCl-Lösung werden 10 Minuten lang kräftig gerührt. Danach wird diese Lösung zügig zu einer kräftig ge rührten Suspension aus 0,75 g Fe₃O₄, 20 ml H₂O, 5 ml Ethanol und 70 mmol NaOH gegeben (MS-Suspension). Das Gemisch wird noch eine Minute lang gerührt. Es bildet sich innerhalb der ersten Minuten ein Gel aus, welches über Nacht stehen ge lassen wird. Schließlich wird es 16 Stunden lang bei 90°C getrocknet, dreimal mit jeweils 50 ml H₂O digeriert und wiederum 16 Stunden lang bei 380°C getrocknet. Man erhält 15 g eines dunkelgrauen glasähnlichen Materials (MK-Fe5). Es hat eine hochporöse Oberfläche von 252 m²/g (BET), ein Porenvolumen von 0,26 cm³/g und einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 3,4 nm.

Beispiel 2 Darstellung eines 10%igen Mikrokompositen (MK-Fe10)

Man verfährt wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch besteht die MS-Suspension aus 1,5 g Fe₃O₄, 30 ml H₂O, 7,5 ml Ethanol, 70 mmol NaOH. Das erhaltene Material hat eine hochporöse Oberfläche von 274 m²/g (BET), ein Porenvolumen von 0,33 cm³/g und einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 4,1 nm.

Beispiel 3 Darstellung eines 20%igen Mikrokompositen (MK-Fe20)

Man verfährt wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch besteht die MS-Suspension aus 3 g Fe₃O₄, 60 ml H₂O, 15 ml Ethanol, 70 mmol NaOH. Das erhaltene Material hat eine hochporöse Oberfläche von 271 m²/g (BET), eine Porenvolumen von 0,38 cm³/g und einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 6,3 nm.

Beispiel 4 Darstellung eines 40%igen Mikrokompositen (MK-Fe40)

Man verfährt wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch besteht die MS-Suspension aus 6 g Fe₃O₄, 120 ml H₂O, 30 ml Ethanol, 70 mmol NaOH. Das erhaltene Material hat eine hochporöse Oberfläche von 252 m²/g (BET), ein Porenvolumen von 0,29 cm³/g und einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 4,9 nm.

Beispiel 5 Darstellung eines 60%igen Mikrokompositen (MK-Fe60)

Man verfährt wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch besteht die MS-Suspension aus 9 g Fe₃O₄, 180 ml H₂O, 45 ml Ethanol, 70 mmol NaOH. Das erhaltene Material hat eine hochporöse Oberfläche von 181 m²/g (BET), ein Porenvolumen von 0,19 cm³/g und einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 2,9 nm.

Beispiel 6

Gemäß Beispiele 1-5 werden Co₃O₄, NiCo₂O₄, CuO, und WO₃ eingesetzt. Die erhaltenen Materialien werden gemäß ihres Metalloxidgehaltes mit MK-Co(5-60), MK-Ni(5-60), MK-Cu(5-60) und MK-W(5-60) bezeichnet.

Beispiel 7 Aufheizverhalten im Mikrowellenfeld

Das Aufheizverhalten der mikrokompositen Materialien unter Mikrowellenstrahlung wird wie folgt ermittelt. 3 g eines Materials werden in 50 ml Heptan bei 20°C in einem 100 ml Teflonbecher 2 Minuten lang in einem haushaltsüblichen Mikrowellenofen (2,45 GHz) bei 600 W Leistung auf einem Drehteller geheizt. Nach weiteren 30 Se kunden wird die Temperatur der Suspension mit einem Thermoelement gemessen. Die erhaltenen Temperaturen sind in der folgenden Tabelle dargestellt. Blank 1 zeigt die Temperatur des reinen Heptans ohne Zustatz eines Feststoffes, Blank 2 zeigt die Temperaturänderung mit Zugabe von reinem Silica, dargestellt gemäß Beispiel 1, nur ohne Fe₃O₄.

Claims

1. Mikrokompositer Feststoff, der aus einer anorganischen, amorphen Metalloxidma trix besteht, in die mikrowellensensitive Partikel hochdispers und gleichmäßig einge lagert sind.

2. Mikrokompositer Feststoff gemäß Anspruch 1, wobei der mikrokomposite Feststoff
durch ein Sol-Gel-Verfahren erhältlich ist und/oder
hochdispers und im wesentlichen gleichmäßig in die Metalloxidmatrix eingela gert ist und/oder
die Metalloxidmatrix aus einer oder mehreren Oxiden, von Elementen der III. und IV. Hauptgruppe sowie der IV. bis VI. Nebengruppe des Periodensystems der Elemente, insbesondere aus Siliciumodioxid, Boroxiden, Aluminiumoxi den, Phosphoroxiden, Titandioxid, Zirkondioxid, Vanadiumoxiden, Nioboxiden und/oder Chromoxiden besteht.

3. Mikrokompositer Feststoff gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Metalloxidmatrix
eine chemische Oberfläche von 1 bis 1000 m²/g, insbesondere von größer als 100 m²/g aufweist und/oder
einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 0.5 bis 80 nm, insbesondere von 2 bis 20 nm aufweist.

4. Mikrokompositer Feststoff gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, wobei die mikrowellensensitiven Partikel
kristallin sind und/oder
eine Partikelgröße von 100 nm bis 1 mm, vorzugsweise von 1 µm bis 100 µm aufweisen und/oder
eine äußere Oberfläche von 0,01 bis 1 m²/g, insbesondere von kleiner als 0.1 m²/g aufweisen.

5. Mikrokompositer Feststoff gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, wobei die mikrowellensensitiven Partikel im wesentlichen aus Übergangsmetallchalkogeniden, insbesondere aus Übergangsmetalloxiden oder -sulfiden oder Gemi schen hiervon bestehen.

6. Mikrokompositer Feststoff gemäß Anspruch 5, wobei die mikrowellensensitiven Partikel aus Y₂O₃, VO₂, V₂O₃, V₂O₅, Nb₂O₅, Cr₂O₃, MoSe₂, WO₃, WS₂ WSe₂, MnO, FeO, Fe₃O₄, CoO, Co₂O₃, Co₃O₄, CoS, NiO, Ni₂O₃ CuO, Cu₂O, La₂O₃, CeO₂, Nd₂O₃, Sm₂O₃, Gd₂O₃, Tb₄O₇, Dy₂O₃, Er₂O₃, Yb₂O₃, Lu₂O₃, und U₃O₈ oder Mehrkomponen tensyteme wie CoSiO₃, CoRh₂O₄, CoMn₂O₄, CoFe₂O₄, CrCo₂O₄, NiCo₂O₄, CuCuCo₁₁O₁₆, und RhCo₂O₄ ausgewählt sind.

7. Mikrokompositer Feststoff gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, der einen Anteil an mikrowellensensitiven Partikeln von 0.1 bis 90, insbesondere von 5 bis 50 Gewichtsprozent aufweist.

8. Verfahren zur Herstellung eines mikrokompositen Feststoffs wie in Ansprüchen 1 bis 7 definiert, umfassend das Vermischen einer Matrixprecursorlösung die vorkon densierten Matrixbildner enthält, mit einer Dispersion der mikrowellensensitive Parti kel und Kondensieren des Matrixbildners zu einem Gel.

9. Verfahren gemäß Anspruch 9 weiterhin umfassend das Filtrieren, Waschen und/oder Trocknen des erhaltenen Gels.

10. Verwendung des mikrokompositen Feststoffs gemäß Ansprüchen 1 bis 7 oder des gemäß Ansprüchen 8 oder 9 hergestellten mikrokompositen Feststoffs als Kata lysator in der heterogenen Katalyse.

11. Verwendung des mikrokompositen Feststoffs gemäß Ansprüchen 1 bis 7 oder des gemäß Ansprüchen 8 oder 9 hergestellten mikrokompositen Feststoffs als Trä germaterial für einen Katalysator für die heterogene Katalyse.