DE883744C

DE883744C - Process for the production of modified and stable aluminum hydroxides

Info

Publication number: DE883744C
Application number: DEST1450D
Authority: DE
Inventors: Helmut Dipl-Chem Dr-I Wiedmann
Original assignee: STEINKOHLENBERGW RHEINPREUSSEN
Current assignee: STEINKOHLENBERGW RHEINPREUSSEN
Priority date: 1942-05-28
Filing date: 1942-05-28
Publication date: 1953-07-20

Description

Verfahren zur Herstellung von modifizierten und stabilen Aluminiumhydroxyden Es ist bekannt, daß bei der Hydrolyse von Aluminiumalkoholaten Aluminiumhy droxyd entsteht. .Dieses Aluminiumhydroxyd wurde schon in verschiedener Weise verwendet, um hieraus durch Temperaturbehandlung Aluminiumoxyde eines hohen Reinheitsgrades, z. B. für katalytische Zwecke, herzustellen. Über die Konstitution und -die Eigenschaften, wie Löslichkeit in Säuren und Basen, Adsorptionsvermßgen usw., ;der aus Alum-iniumalkoholaten entstehenden Aluminiumhydroxyae isst in der bestehenden Literatur nichts bekannt.Process for the production of modified and stable aluminum hydroxides It is known that aluminum hydroxide in the hydrolysis of aluminum alcoholates arises. This aluminum hydroxide has already been used in various ways, to obtain aluminum oxides of a high degree of purity from this by heat treatment, z. B. for catalytic purposes to produce. About the constitution and properties, such as solubility in acids and bases, adsorption capacity, etc., that of aluminum alcoholates The resulting aluminum hydroxyae is not known in the existing literature.

Dagegen sind eingehende Untersuchungen,durchgeführt worden über die Fällungsprodukte und Hydrolysenprodukte Ader Aluminiumsalze mit Ammoniak sowie anderen alkalisch reagieren.d'en Stoffen. Insbesondere haben sich R. W i 1 1 s t ä t t e r und H. K r a u t mit deer Zusammensetzung, Löslichkeit und Sorptionsfähigkeit von nach verschiedenen Bedingungen aus Aluminiumsalzen gefällten Aluminiumhydroxyden beschäftigt. Sie fanden, d:aß beispielsweise :die beson:di:rs leicht lösliche Modifikation des Aluminiumhydroxyds, das Aluminiumhydroxyd Ca, dadurch erhalten werden kann, daß man unter gewissen Bedingungen Aluminiumsulfat und Aluminiumalaun mit einer zo°/oigen Ammoniaklösung fällt, um hierauf in mehreren Arbeitsgängen mit ammoniakali.schem Wasser zu waschen.In contrast, detailed investigations have been carried out on the Precipitation products and hydrolysis products or aluminum salts with ammonia and others the substances react alkaline. In particular, R. W i 1 1 s t ä t e r and H. K r a u t with their composition, solubility and sorption capacity of aluminum hydroxides precipitated from aluminum salts under various conditions employed. They found, for example, d: aß: the particularly: di: rs easily soluble modification of aluminum hydroxide, the aluminum hydroxide Ca, can be obtained by that under certain conditions aluminum sulfate and aluminum alum with a zo% ammonia solution falls, and then in several steps with ammonia-chemical Wash water.

Nach Angaben der Verfasser dauert die; Darstellung dieses Ca-Alumini:u:mhydroxydes bei raschestem Arbeiten 2l/2 Stunden. DieUmwaadl:ung dieser Verbindung in die in verdünnten Säuren und Laugen schwerer lösliche ß-Modifikation tritt bereits einige Stunden nach der Ausfällung ein. Dieses Verfahren zur Herstellung von C a-Aluminiumhydroxyd zeigt neben einer langen zeitlichen Beanspruchung den Nachteil, keine ionenfreie Produkte zu liefern. Da die Haltbarkeit dieser äußerst reiaktion-sfähigen Aluminiumverbindung auf wenige Stunden begrenzt ist, fällt natürlich dien Herstellungsdauer von 2@/2 Stunden stark ins Gewicht.According to the authors, the lasts; Representation of this Ca-Alumina: u: mhydroxydes when working as quickly as possible, 2 1/2 hours. The conversion of this connection into the in diluted acids and Bases less soluble ß-modification occurs a few hours after the precipitation. This method of manufacture of C a -aluminum hydroxide shows, in addition to long-term exposure, the Disadvantage of not delivering ion-free products. As the durability of this is extremely reactive aluminum compound is limited to a few hours, of course The manufacturing time of 2 1/2 hours is very important.

Neben rdem beschriebenen Alumi@niumorthohydroxyd Ca wurden von obergenannten Forschern hauptsächlich noch folgende Modifikationen des Aluminiumhydroxyds gefunden und festgelegt: Das Aluminiumhydroxyd Cy, das Di,aluiminiumhydroxyd, die Polyaluminiumhydroxyde sowie - das Me@ta-,alumini:umhydroxyd (Bö mit).In addition to the aluminum orthohydroxide Ca described above, the abovementioned Researchers mainly found the following modifications of aluminum hydroxide and established: The aluminum hydroxide Cy, the di, aluiminium hydroxide, the polyaluminum hydroxide as well as - the Me @ ta-, alumini: umhydroxyd (Bö mit).

Die Herstellungsweise der einzelnen Moidifikationen ist in den meisten Fällen mit einem hohen Aufwand an Material und Zeit verbunden. Außerdem konnte das vom chemischen Standpunkt aus wegen seiner hohen Reaktionsfähigkeit besonders wichtige Orthohydroxyd Ca nicht in stabilisiertem Zustande erhalten werden.The manufacturing method of the individual moidifications is in most of them Cases associated with a high expenditure of material and time. Besides, it could particularly important from a chemical point of view because of its high reactivity Orthohydroxyd Ca cannot be obtained in a stabilized state.

Es wurde nun gefunden, rdaß aus Alumi@niumalkdholaten durch Umsetzung mitdefinierten Wasisermenägen entweder das Orthohydroxyd Ca oder das Diraluminiumhydroxyd erhalten wenden kann. Aus diesen beiden Moidifikati@onen können durch einfache physikalische Maßnahmen, wie Temperatur- undDruckbehandlung, demgemäß ohne Zusatz ionenhaltiger Agenzien, die übrigen Aluminium@hydroxydmo,difikationen, wie das Pbly- und Metaaluminiumhydroxyd, nach an sich bekannten Methoden hergestellt wenden. Es zeigte sich, daß zur Herstellung des Ortho#aluminiumhydroxyds Ca die Aluminiumalkoholate mit einer großen Wassermenge zersetzt werden müssen, idie mindestens 12 Mol beträgt. Diese Wassermenge kann auch wesentlich größer sein, ohne @daß ein schädlicher Einfuß eintritt. Zum Beispiel sind Wassermengen von 2(o bis 4ioi Mol mit Vorteil anwendbar. Zur Herstellung dies Dialuminiumhydroxyds ist es hingegen erforderlich, daß bei Ader Zersetzung ,derAlumi,ni,umalkoholate mit Wasser nicht mehr als io Mol Wasser zuz Anwendung kommen. Hierbei zeigte es sich, daßauch wesentlich kleinere Wassermengen bis herab zur theoretischen Wassermenge ohne Nachteil angewandt wenden können. Um eine restlose Umsetzung zu erzielen, wird man entsprechend der Dreiwertigkeit des Aluminiumhydroxyds selbstverständlich nicht weniger als etwa 3 Mol Wasser anwenden. Molverhältnis Al-Alkoholat des Alkoholat: Wasser sek. -Propanol I Pentanol-z , Pentanol-3 z : q. Dialuminiumhydroxyd Dialuminiumhydroxyd Dialuminiumhydroxyd z ; 8 Dialiiminiumhydroxyd Dialuminiumhydroxyd Dialuminiumhydroxyd i :12 Ca Ca Ca r : 16 Ca Ca Ca 1 :24 Ca - Ca Ca Die Erfindung sei an Hand-,der nachfolgenden Beispiele näher erläutert: Beispiel i Orthoalumniumhydroxyd Ca entsteht leim Eintragen von i Mol Alumini,um-s-ek.-Butylat in mehr als 12 Mol, vorteilhaft 2o bis 4o Mol Wasser, die stark gerührt werden. Das Fällungsprodukt wird anschließend zentrifugiert und mit einem wasserentziehenden Mittel, beispielsweise Aoeton oder iMpthyl-Äthylketon, gewaschein unid bei 2o° im Vakuum getrocknet. Das so erhaltene pulznerförmige Orthohydroxyd Ca ist selbst nach 3 Wochen in n/2o H Cl noch klar löslich. Demgemäß wurde nach ,dieser Methode ein stabilisiertes Ca-Alumi@niumhydroxyd erhalten.It has now been found that either the orthohydroxide Ca or the diraluminium hydroxide can be obtained from aluminum alkoxide by reaction with defined washer saws. From these two moidifications, simple physical measures such as temperature and pressure treatment, and accordingly without the addition of ionic agents, can be used to produce the other aluminum hydroxide modifications, such as ply and metal aluminum hydroxide, according to methods known per se. It was found that for the production of ortho aluminum hydroxide Ca, the aluminum alcoholates must be decomposed with a large amount of water, which is at least 12 mol. This amount of water can also be considerably larger without any harmful influence occurring. For example, amounts of water of 2 to 4ioi moles can be used with advantage. To produce this dialuminum hydroxide, on the other hand, it is necessary that no more than 10 moles of water be added during decomposition of the aluminum, ni, umalcoholates with water that also much smaller amounts of water down to the theoretical amount of water can be used without disadvantage.To achieve complete conversion, one will of course use not less than about 3 mol of water, depending on the trivalent nature of the aluminum hydroxide. Molar ratio Al alcoholate des Alcoholate: water sec. Propanol I pentanol-z, pentanol-3 z: q. Dialuminum hydroxide dialuminum hydroxide dialuminum hydroxide z; 8 Dialuminium Hydroxide Dialuminium Hydroxide Dialuminium Hydroxide i: 12 Ca Ca Ca r: 16 Ca Ca Ca 1 : 24 Ca - Ca Approx The invention will be explained in more detail by means of the following examples: Example i Orthoaluminium hydroxide Ca is formed by adding 1 mole of aluminum, um-s-ek-butylate in more than 12 moles, advantageously 20 to 40 moles of water, which are vigorously stirred . The precipitate is then centrifuged and washed with a dehydrating agent, for example acetone or methyl ethyl ketone, dried in vacuo at 20 °. The powdery orthohydroxide Ca obtained in this way is still clearly soluble in n / 2o H Cl even after 3 weeks. Accordingly, a stabilized Ca-Alumi @ niumhydroxyd was obtained by this method.

Beispiele Di@aluminiitimhydroxyd wird in guter Ausbeute bei der Zersetzung von Aluminium-sek.-Butylat mit 8 bis i-a Mol Wasser erhalten. Das Fällungsprodukt wird anschließend i bis 2 Stunden mit Wasserdampf behrandelt; wobei der bei,der Zersetzung des Alkoholatsentstehende @s-ek.-Butylalkohol restlos aus ,der Suspension albdestilliert. Das Diialurniniumhydroxyd setzt sich beim Steherlassen über einige Stuniden vom Wasser in einer äuß:exst dichten Form zu einer Paste mit einem A12 03-Gehalt von etwa i5o/o ab. Diese kann auch nach dem Abheben des Wassers unmittelbar. für kosmetische oder medizinische Zwecke Verwendung finden. Die Paste zeigt die hervorstechende Eigenschaft, daß bei ihrer Verdünnung mit Wasser unter Rühren selbst über Wochen kein Absetzen mehr stattfindet. Demgemäß ist sie zu.rHerstellungeinerbeständigenAl.uminiumhydroxydsuspens.ion außerordentlich geeignet.Examples Di @ aluminiitimhydroxyd is in good yield on decomposition obtained from aluminum sec-butylate with 8 to 1 moles of water. The precipitation product is then treated with steam for 1 to 2 hours; where the at, the Decomposition of the alcoholate resulting @ s-ek.-butyl alcohol completely from the suspension alb distilled. The diialuminium hydroxide settles over some when left to stand Stuniden from the water in an extremely dense form to a paste with an A12 03 content of about 15o / o. This can also be done immediately after the water has lifted off. find use for cosmetic or medical purposes. The paste shows the salient property that when diluted with water while stirring itself there is no withdrawal for weeks. Accordingly, it is suitable for the production of a stable aluminum hydroxide suspension extremely suitable.

Beispiel 3 Der gleichen Zersetzungsreaktionen wenden weitere Aluminiumal.koholate, wie das Aluminiumsek.-Propyl;at, sowie die Aluminiumalkoholate des Pentano1-2 C H2 . C H O H - C3 H7 und Pentanol-3 C2 H. « C H 0'H . C2 H5 unterworfen. Auch hier zeigt es sich, daß bei Anwendung von mindestens 12M01 Wasser, beispielsweise bei der Zersetzung mit i2, 16 oder 24Mol Wasser, das Orthoaluminiumhyd,'roxyd Ca erhalten wird, während bei Anwen-@dun.g einer kleineren, iO Mol nicht übersteigenden Wassermenge, z. B. bei Anwendung von .4 oder 8 Mol Wasser, das Dialu.miniumbydroxyd entsteht, wie aus der nachfolgenden Tabelle hervorgeht.Example 3 The same decomposition reactions use other aluminum alcoholates, such as aluminum sec-propylate, and the aluminum alcoholates of pentano1-2 C H2. CHOH - C3 H 7 and pentanol-3 C2 H. «CH 0'H. C2 H5 subject. Again, it is found that upon application of at least 12M01 water, for example by the decomposition with i2, 1 6 or 24Mol water Orthoaluminiumhyd, roxyd 'Ca is obtained while not in Anwen-@dun.g a smaller, iO Mol excessive amount of water, z. B. when using .4 or 8 moles of water, the Dialu.miniumbydroxyd is formed, as can be seen from the table below.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of modified th aluminum hydroxides in the purest ionic free state through hydrolysis of aluminum miniumalkoholaten, dadurcliygel, that the alcoholate by decomposition with a large -longness: water that is at least r2 mol into the orthoaluminum hydroxide Cx or by decomposition with a small: amount Water, which is no more than ro mole, into the Dialuminiumliydxoxyd are transferred. 2. '\' required to produce a stabilizing part: Muininiiumhydroxvds Cx, thus identified indicates that this is done according to the procedure di: s

Spruchs i Al-uminiumliydroxy, dCx obtained in the decomposition of the alcoholates, is subjected to drying with water-removing solvents, in particular ketones, such as acetone or methyl ethyl ketone, and is then freed from the solvent by a stream of gas and / or vacuum. 3. Process for the production of a dialuminium hydroxide in a particularly fine division, characterized in that the dialuminium hydroxide obtained by decomposing full aluminum alcoholates with water for some time according to the process of claim i, z. B. i to 2 hours, is treated with steam.