DE1041478B - Process for the production of inorganic oxide gels containing boron - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung borhaltiger anorganischer Oxydgele Diboran hydrolisiert in Gegenwart von freiem Wasser unter Bildung von Wasserstoff und einer Borsäure, deren Hydratationsgrad von dem Mengenverhältnis von Wasser zu Diboran abhängt. Diese Hydrolyse des Diborans läßt sich durch die folgenden drei Gleichungen darstellen: Es wurde gefunden, daß das adsorbierte Wasser von Oxydgelen, z. B. Kieselgel, mit Diboran eine Hydrolyse in der oben angegebenen Weise erleidet und daß man die Gele mit Hilfe dieser Umsetzung durch Einführung von Bor modifizieren kann. Wenn ein Oxydgel, wie Kieselgel, welches adsorbiertes Wasser enthält, erfindungsgemäß mit Diboran behandelt wird, reagiert adsorbiertes Wasser mit dem Diboran unter Bildung einer Borsäure innerhalb der Gelmasse. Durch diese Hydrolysereaktion bilden sich modifizierte Oxyde oder Gele, welche eine Borsäure in inniger Mischung mit den Gelteilchen und als Abscheidung auf den Oberflächen der Gelteilchen enthalten.Process for the production of boron-containing inorganic oxide gels Diborane hydrolyzes in the presence of free water with the formation of hydrogen and a boric acid, the degree of hydration of which depends on the quantitative ratio of water to diborane. This hydrolysis of the diborane can be represented by the following three equations: It has been found that the adsorbed water of oxide gels, e.g. B. silica gel, undergoes hydrolysis with diborane in the manner indicated above and that the gels can be modified with the aid of this reaction by introducing boron. If an oxide gel, such as silica gel, which contains adsorbed water, is treated according to the invention with diborane, adsorbed water reacts with the diborane to form a boric acid within the gel mass. As a result of this hydrolysis reaction, modified oxides or gels are formed which contain a boric acid in an intimate mixture with the gel particles and as a deposit on the surfaces of the gel particles.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung modifizierter Oxydgele besteht darin, daß man ein Gel, welches adsorbiertes Wasser enthält, mit Diboran umsetzt. Nach diesem Verfahren kann man Gele, welche adsorbiertes Wasser enthalten, mit einer solchen Menge Diboran unter solchen Bedingungen umsetzen, daß das Diboran nur mit einer geringen Menge des in dem Gel in adsorbierter und gebundener Form enthaltenen Wassers reagiert, oder man kann das Diboran in ausreichender Menge und unter solchen Bedingungen einwirken lassen, daß es mit dem größeren Teil des in dem Gel enthaltenen adsorbierten und gebundenen Wassers unter Bildung einer Borsäure und Ersatz von Hydroxylwasserstoffatomen der ursprünglichen Gelstruktur durch B (OH) 2-Reste reagiert. Bei der Herstellung dieser neuen Erzeugnisse kann man aus den Gelen vor der Einwirkung des Diborans einen Teil des adsorbierten Wassers durch Erhitzen oder anderweitig austreiben, so daß sie die jeweils gewünschte Wassermenge für die nachfolgende Reaktion mit dem Diboran enthalten, und auf diese Weise hat frau es in der Hand, wieviel Bor in das Gel bei der Vervollständigung der Hydrolysereaktion eingeführt wird. Außerdem kann man die mit Diboran modifizierten Produkte durch Erhitzen auf eine Temperatur im Bereich von 500 bis 10000 C weiter modifizieren, wodurch eine Dehydratisierung er folgt, die je nach der angewandten Temperatur und Erhitzungsdauer sich entweder nur auf die Entfernung des Wassers aus der durch Umsetzung zwischen dem adsorbierten Wasser und dem Diboran gebildeten Borsäure oder auf die Entfernung von Wasser aus dieser Borsäure und aus der durch die Hydrolysereaktion zwischen Diboran und dem gebundenen Wasser des Gels entstandenen modifizierten Gelstruktur erstreckt. Bei 100"C und etwas höheren Temperaturen findet nur eine Dehydratisierung der Borsäure statt. Temperaturen innerhalb etwa der oberen Hälfte des angegebenen Bereichs bewirken eine Dehydratisierung nicht nur der Borsäure, sondern auch der modifizierten Gelstruktur durch Abspaltung von Wasserstoffatomen und Hydroxylgruppen aus der modifizierten Gelstruktur in Form von Wasser. The process according to the invention for producing modified oxide gels consists of a gel containing adsorbed water with diborane implements. This procedure can be used to produce gels containing adsorbed water react with such an amount of diborane under such conditions that the diborane only with a small amount of the adsorbed and bound form in the gel contained water reacts, or you can use the diborane in sufficient quantity and let it act under such conditions that it coincides with the greater part of the in adsorbed and bound water contained in the gel to form a boric acid and replacement of hydroxyl hydrogen atoms of the original gel structure with B (OH) 2 residues reacts. In making these new products one can look out some of the adsorbed water through the gels before the action of the diborane Heat or otherwise expel them so that they get the desired amount of water for the subsequent reaction with the diborane, and in this way has It is in your hand how much boron is in the gel when the hydrolysis reaction is completed is introduced. You can also use the products modified with diborane Modify heating to a temperature in the range of 500 to 10000 C further, whereby a dehydration he follows, depending on the temperature and Heating duration either only depends on the removal of the water from the through implementation boric acid formed between the adsorbed water and the diborane or on the Removal of water from this boric acid and from it by the hydrolysis reaction modified gel structure created between diborane and the bound water of the gel extends. At 100 "C and slightly higher temperatures only dehydration takes place instead of boric acid. Temperatures within about the upper half of the stated Dehydration of not only boric acid, but also the area cause dehydration modified gel structure by splitting off hydrogen atoms and hydroxyl groups from the modified gel structure in the form of water.

Die erfindungsgemäßen Produkte sind modifizierte Oxydgele, die aus einem Gemisch von Borsäure einschließlich Borsäureanhydrid oder Boroxyd und einem Oxydgel bestehen, wobei das Bor sich hauptsächlich an der Geloberfläche befindet. The products according to the invention are modified oxide gels made from a mixture of boric acid including boric anhydride or boron oxide and one Oxydgel, with the boron mainly on the surface of the gel.

Die modifizierten Oxyde nach der Erfindung lassen sich aus vielen verschiedenen Gelen herstellen, die adsorbiertes und außerdem chemisch gebundenes Wasser enthalten, welches in Form von Hydroxylgruppen vorhanden ist, von denen sich der größte Teil an der Oberfläche des Gels befindet. In dieser Weise lassen sich erfindungsgemäß synthetische Kieselsäure-, Aluminiumoxyd- und Magnesiumoxydgele oder solche Gele modifizieren, die aus beliebigen Kombinationen dieser Stoffe hergestellt sind, z. B. Kieselsäure-Tonerde-, Tonerde-Magnesia- oder Kieselsäure-Tonerde-Magnesia-Gele, sowie auch natürliche Erden. Die modifizierten Oxyde oder Gele nach der Erfindung eignen sich für mannigfache Anwendungszwecke. Sie können z. B. zur Adsorption von Gasen, Flüssigkeiten und festen Stoffen aus verschiedenen Gemischen dienen, und sie können mit besonderem Vorteil als Katalysatoren und bzw. oder Katalysatorträger, z. B. bei der Behandlung oder Synthese von Erdölprodukten bzw. Kohlenwasserstoffen, verwendet werden. Die An- wendung als Adsorptionsmittel, Katalysatoren und bzw. oder Katalysatorträger karin~ín der gleichen Weise erfolgen, in der man mit unmodifizierten Gelen arbeitet. The modified oxides of the invention can be selected from many produce different gels, the adsorbed and also chemically bound Contain water, which is present in the form of hydroxyl groups, one of which is different most of it is on the surface of the gel. In this way you can synthetic silica, aluminum oxide and magnesium oxide gels according to the invention or modify gels made from any combination of these substances are e.g. B. silica-alumina, alumina-magnesia or silica-alumina-magnesia gels, as well as natural earths. The modified oxides or gels of the invention are suitable for a variety of purposes. You can e.g. B. for the adsorption of Gases, liquids and solids from different mixtures are used, and they can be used with particular advantage as catalysts and / or catalyst supports, z. B. in the treatment or synthesis of petroleum products or hydrocarbons, be used. The arrival Use as adsorbents, catalysts and / or catalyst carrier karin ~ ín take place in the same way in which one works with unmodified gels.

Die weitverbreitete Verwendung vieler Arten synthetischer Gele als Katalysatoren und bzw. oder Katalysatorträger in der Erdölindustrie bietet ein weites Amvendungsgebiet für die modifizierten Gele nach der Erfindung.The widespread use of many types of synthetic gels as Catalysts and / or catalyst carriers in the petroleum industry offer a wide range Field of use for the modified gels according to the invention.

Das Verfahren ist auf Gele beliebiger Korngrößen anwendbar. Die~Menge des aXorbierten und gebundenen Wassers eines Gels hängt jeweils von der Art der Herstellung des ursprüngliVen:-Gels und dem Vorbehandlungsverfahren ab, dem das %es vor der Einwirkung des Diborans unterworfen wurde. The method can be applied to gels of any grain size. The ~ crowd the aXorbed and bound water of a gel depends on the type of Production of the original: gel and the pretreatment process that the % it was subjected to before exposure to diborane.

Die Menge des in dem durch Umsetzung mit Diboran zu modifizierenden GeI-enttEiltenen Wassers läßt sich nach \ATunsch regeln. Der Gehalt an adsorbiertem Wasser läßt sich herabsetzen, indem man das Gel in geeigneter Weise behandelt, z. B. durch Erhitzen, Evakuieren, Trocknen mit P2 O5 oder eine Kombination dieser Behandlungsarten. Zur HeräUsetzung des Gehaltes an adsorbiertem Wasser kann man kurzzeitig bei Temperaturen von 100 bis 150"C-arbeiten; gewöhnlich genügen jedoch Temperaturen unterEãlb 100"C zur wirksamen Entfernung eines Teiles des adsorbierten Wassers. Temperaturen oberhalb 150"C werden im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht angewendet, weil sie bereits zur Abtreibung eines, Teiles des gebundenen Wassers des GeIs führen. Die, Erhitzungsdauern variieren in einem weiten Bereich je nach der angewandten Temperatur und der Menge des-~aXzutreibenden adsorbierten Wassers, sollen jedoch bei Temperaturen von 100 bis 1500C weniger als 10 Minuten betragen, damit nicht das gesamte adsorbierte Wàsser<aUgetrieben wird. Durch geeignete Einregelungder-Bedingungen, unter denen die Abtreibung des Wassers durchgeführt wird, läßt sich der Wassergehalt des mit Diboran umzusetzenden Gels auf jeden gewünschten Wert einstellen. Dies ist eine der Mögiichkeiten zur Regelung des Borgehaltes im Endproduct. The amount of in the to be modified by reaction with diborane GeI-divided water can be regulated as required. The content of adsorbed Water can be reduced by treating the gel in a suitable manner, e.g. B. by heating, evacuating, drying with P2 O5 or a combination of these types of treatment. To reduce the content of adsorbed water, you can briefly at temperatures from 100 to 150 "C; however, temperatures below Eãlb 100" C are usually sufficient to effectively remove some of the adsorbed water. Temperatures above 150 "C are not used in the process according to the invention because they already lead to the abortion of part of the bound water of the gel. The, Heating times vary widely depending on the temperature used and the amount of adsorbed water to be driven off, but should be at temperatures from 100 to 1500C are less than 10 minutes so that not all of the adsorbed Water is driven out. By suitable regulation of the conditions under which The abortion of the water is carried out, the water content of the with Adjust the gels to be converted to the diborane to any desired value. this is a the possibilities for regulating the boron content in the end product.

Nach der Vorbehandlung zur Einstellung des Wassergehaltes des Gels läßt man auf das adsorbiertes Wasser enthaltende Gel gasförmiges Diboran einwirken. Da Diboran mit Luft oder Wasser äußerst reaktionsfähig ist, müssen alle Arbeiten mit diesem Stoff in einer Hochvakuumanlage oder zumindest in Abwesenheit von Luft und freiem Wasserdampf ausgeführt werden. Arbeitet man im Hochvakuum, so soll das Gel auf eine tiefe Temperatur, z. B. in einem Trockeneisbad (-800C), gekühlt werden, um den Verlust von adsorbiertem Wasser aus dem Gel beim Evakuieren der~Luft zu verhindern. Läßt man das Diboran auf das Gel ohne Anwendung von Unter druck einwirken, so kann man' bei höheren Temperaturen bis zu 50"C arbeiten. After pretreatment to adjust the water content of the gel gaseous diborane is allowed to act on the gel containing adsorbed water. Since diborane is extremely reactive with air or water, all work has to be done with this substance in a high vacuum system or at least in the absence of air and free water vapor. If you work in a high vacuum, it should Gel to a low temperature, e.g. B. in a dry ice bath (-800C), be cooled, to prevent the loss of adsorbed water from the gel when evacuating the ~ air. If the diborane is allowed to act on the gel without applying negative pressure, it can you can work at higher temperatures up to 50 "C.

Die zur Erzeugung der erfindungsgemäßen Produkte erforderliche Zeitdauer der Einwirkung von Diboran auf das Gel kann im Bereiche von einer kurzen Zeit von erheblich weniger als einer Stunde bis zu mehreren Stunden oder länger schwanken und richtet sich nach dem Mengenverhältnis von Diboran zu Gel, dem beabsichtigten Grad der Hydrolysereaktion, der Art, in der man das Diboran auf das Gel einwirken läßt, und der Arbeitstemperatur. The length of time required to produce the products of the invention the action of diborane on the gel can range from a short period of time can vary significantly from less than an hour to several hours or more and depends on the quantity ratio of diborane to gel, the intended one Degree of hydrolysis reaction, the way in which the diborane will act on the gel lets, and the working temperature.

Arbeitet man z. B. mit einem Überschuß von Diboran über die im Gel enthaltene Wassermenge bei Zimmertemperatur mit Kreislaufführung des Gases durch die Masse von Gelteilchen, so geht die Hydrolyse verhältnismäßig rasch vor sich. Befindet sich jedoch die im Gel enthaltene Menge Wasser im Überschuß über die angel wandte Menge des Diborans und arbeitet man ohne Kreislaufführung des Gases durch die Masse von Gelteilchen im Hochvakuum unter Kühlung der Gelmasse, z. B. durch ein Trockeneisbad (- 80"C), um einen Verlust von adsorbiertem Wasser aus dem Gel beim Evakuieren zu verhindern, so verläuft die Hydrolyse verhältnismäßig langsam.Do you work z. B. with an excess of diborane over that in the gel Amount of water contained at room temperature with circulation of the gas through the mass of gel particles, the hydrolysis proceeds relatively quickly. However, if the amount of water contained in the gel is in excess over the angel applied amount of diborane and one works through without circulating the gas the mass of gel particles in a high vacuum with cooling of the gel mass, z. B. by a Dry ice bath (-80 "C) to avoid loss of adsorbed water from the gel when To prevent evacuation, the hydrolysis is relatively slow.

Das Diboran reagiert mit dem adsorbierten Wasser des Gels unter Bildung von Borsäure nach den obigen Gleichungen (1), (2) und (3). Wie sich aus diesen drei Gleichungen ergibt, beträgt das Verhältnis des entwickelten Wasserstoffs zu dem verbrauchten Diboran unabhängig von dem jeweiligen Endprodukt 6:1. The diborane reacts with the adsorbed water of the gel to form of boric acid according to the above equations (1), (2) and (3). As evidenced by these three Equations, the ratio of the evolved hydrogen to that is Diborane consumed 6: 1 regardless of the respective end product.

Die Hydroxylgruppen des gebundenen Wassers des Gels hydrolysieren das durch Dissoziation des Diborans entstehende Borin (bs3) teilweise. Diese Teilhydrolyse zwischen Hydroxylgruppen des gebundenen Wassers und Diboran ergibt ein Verhältnis von entwickeltem Wasserstoff zu verbrauchtem Diboran von etwa 2:1 oder etwas höher. Die Hydrolyse der teilweise hydrolysierten Boringruppen (B H2) wird wahrscheinlich sofort durch das adsorbierte Wasser unter Entwicklung von weiterem Wasserstoff vervollständigt, wodurch das Verhältnis des gesamten entwickelten Wasserstoffs zu dem verbrauchten Diboran auf 6:1 steigt. The hydroxyl groups of the bound water of the gel hydrolyze some of the borine (bs3) formed by dissociation of the diborane. This partial hydrolysis between hydroxyl groups of the bound water and diborane results in a relationship of evolved hydrogen to consumed diborane of about 2: 1 or slightly higher. The hydrolysis of the partially hydrolyzed borine groups (B H2) becomes likely immediately completed by the adsorbed water with the development of further hydrogen, thus the ratio of total hydrogen evolved to that consumed Diborane rises to 6: 1.

Die folgenden Beispiele dienen zur weiteren Erläuterung der Erfindung. The following examples serve to further illustrate the invention.

Beispiel 1 Bei der Einwirkung von Diboran auf ein adsorbiertes Wasser enthaltendes Kieselgel bei - 800C betrug das Verhältnis von entwickeltem Wasserstoff zu verbrauchtem Diboran 4: 1. Dies ist das gleiche Verhältnis, welches man erhält, wenn man Diboran auf Eis bei 800 C einwirken läßt. Bei Temperaturerhöhung auf - 230C oder darüber hinaus stieg das Verhältnis durch weitere Wasserstoffentwicklung auf 6: 1. Dieser Wert entspricht der vollständigen Hydrolyse des Diborans. Example 1 When diborane acts on adsorbed water containing silica gel at -80.degree. C. was the ratio of evolved hydrogen to consumed diborane 4: 1. This is the same ratio that is obtained when diborane is allowed to act on ice at 800.degree. When the temperature rises to - 230C or more, the ratio increased through further evolution of hydrogen to 6: 1. This value corresponds to the complete hydrolysis of the diborane.

Beispiel 2 Bei der Einwirkung von Diboran auf ein adsorbiertes Wasser enthaltendes Kieselgel bei Zimmertemperatur fand sofort eine Wasserstoffentwicklung im Verhältnis 6: 1, bezogen auf verbrauchtes Diboran, statt. Example 2 When diborane acts on adsorbed water containing silica gel at room temperature immediately evolved hydrogen in a ratio of 6: 1, based on the diborane consumed.

Das in den Beispielen 1 und 2 erhaltene Verhältnis von entwickeltem Wasserstoff zu verbrauchtem Diboran hätte nicht 6:1 betragen können, wenn nach der Umsetzung mit den Hydroxylgruppen des gebundenen Wassers des Gels noch eine nennenswerte Menge an Boringruppen in teilweise hydrolysierter Form übriggeblieben wäre. Die Hydrolyse etwa vorhandener, von der Umsetzung der Hydroxylgruppen des gebundenen Wassers mit dem Diboran herrührender, teilweise hydrolysierter Boringruppen muß daher durch das adsorbierte Wasser des Gels vervollständigt werden. The ratio of developed obtained in Examples 1 and 2 Hydrogen to consumed diborane could not have been 6: 1 if after the Implementation with the hydroxyl groups of the bound water of the gel is still a noteworthy one Amount of borine groups would be left in partially hydrolyzed form. the Hydrolysis of any existing, from the implementation of the hydroxyl groups of the bound Water with the diborane originating, partially hydrolyzed borine groups must can therefore be completed by the adsorbed water of the gel.

Beispiel 3 Ungefähr 0,5 g Kieselsäure mit einem Gehalt von etwa 200/o Wasser (etwa 150/o adsorbiertes und 501o gebundenes Wasser) wurde in ein Glasgefäß eingegeben und in einem Trockeneisbad auf - 800 C gekühlt, worauf die Luft aus dem Gefaß evakuiert wurde. Das Kühlbad verhinderte den Wasserverlust, der sonst beim Abpumpen der Luft eingetreten wäre. Dann wurden unter weiterer Kühlung auf - 800C 9,27 10-9 g-Mol Diboran in das Reaktionsgefäß eingeführt. Nach etwa einer Stunde wurden sämtliche Gase abgepumpt, und es ergab sich, daß 6,54 10-4 g-Mol Diboran zuriickgewonnen wurden und 1,19 10-3 g-Mol Wasserstoff entwickelt worden waren. Example 3 About 0.5 g of silica with a content of about 200 / o Water (about 150% adsorbed and 5010 bound water) was poured into a glass vessel entered and cooled in a dry ice bath to -800 C, whereupon the air out of the The vessel was evacuated. The cooling bath prevented the loss of water that would otherwise occur with Pumping the air would have occurred. Then, with further cooling to -800C 9.27 10-9 g-moles of diborane were introduced into the reaction vessel. After about an hour all gases were pumped off and it was found that 6.54 was 10-4 g-moles of diborane were recovered and 1.19 10-3 g-moles of hydrogen had been evolved.

Bei der Erwärmung der Kieselsäure auf Zimmertemperatur entwickelten sich weitere 3,57 10-4 g-Mol Wasserstoff, so daß die Gesamtmenge an Wasserstoff 1,55 10-3g-Mol betrug. Da die Differenz zwischen der ursprünglich in das Reaktionsgefäß eingeführten und der zurückgewonnenen Menge Diboran 2,73 10- g-Mol betrug, war das Gesamtverhältnis von entwickeltem Wasserstoff zu verbrauchtem Diboran 5,7:1. In Anbetracht der geringen Materialmengen steht dieser Wert in guter Übereinstimmung mit dem Wert 6:1, der einer vollständigen Hydrolyse des Diborans entspricht.When the silica was heated to room temperature it developed another 3.57 10-4 g-moles of hydrogen, so that the total amount of hydrogen 1.55 was 10-3 g-moles. Because the difference between the originally in the reaction vessel introduced and the recovered amount of diborane 2.73 10- g-moles was the total ratio of hydrogen evolved to hydrogen consumed Diborane 5.7: 1. In view of the small amounts of material, this value is good Agreement with the value 6: 1, that of a complete hydrolysis of the diborane is equivalent to.

Die einstündige Reaktionsdauer des Diborans mit der das adsorbierte Wasser enthaltenden Kieselsäure ist nicht von besonderer Bedeutung, da bei diesem Versuch keine Kreislaufführung der Gase stattfand und die Hydrolysegeschwindigkeit des Diborans daher verhältnismäßig gering war. Unter den hier gewählten Bedingungen wurde nur ein Teil des Wassergehalts der Kieselsäure mit dem Diboran umgesetzt. Bei längerer Reaktionsdauer, bei Kreislaufführung des Gases durch die Masse von Kieselsäureteilchen oder beim Arbeiten bei höheren Temperaturen, insbesondere ohne Hochvakuum, hätte ein größerer Anteil des Wassergehalts umgesetzt werden können. The one hour reaction time of the diborane with which the adsorbed Silica containing water is not of particular importance in this case Attempt no recirculation of the gases took place and the hydrolysis rate of diborane was therefore relatively low. Under the conditions selected here only part of the water content of the silica was reacted with the diborane. With a longer reaction time, with circulation of the gas through the mass of Silica particles or when working at higher temperatures, especially without High vacuum, a larger proportion of the water content could have been implemented.

Wenn man ein mit Diboran modifiziertes Gel, welches ursprünglich adsorbiert es Wasser enthält, nach der zwecks Umsetzung des gesamten Wassergehalts oder nur eines Teiles desselben erfolgten Einwirkung des Diborans auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100 bis 1000°C oder darüber hinaus erhitzt (der obere Teil dieses Temperaturbereichs entspricht den Temperaturen, bei denen Gele üblicherweise kalziniert werden), erleiden die erfindungsgemäß mit Diboran modifizierten Gele eine weitere Modifizierung zu einer dehydratisierten Form durch Wasserabspaltung. Je nach der Temperatur und der Erhitzungsdauer findet hierbei eine Dehydratisierung der aus dem adsorbierten Wasser und dem Diboran gebildeten Borsäure oder eine Dehydratisierung dieser Borsäure und der durch die Hydrolysereaktion zwischen Diboran und den Hydroxylgruppen des gebundenen Gelwassers gebildeten modifizierten Gelstruktur statt. If you have a gel modified with diborane, which originally adsorbs it contains water, after the purpose of converting the entire water content or only part of it, the diborane acted on a temperature heated in the range of about 100 to 1000 ° C or more (the upper part of this Temperature range corresponds to the temperatures at which gels usually calcine are), the gels modified according to the invention with diborane suffer another Modification to a dehydrated form by elimination of water. Depending on the The temperature and the heating time cause dehydration boric acid formed with the adsorbed water and the diborane, or dehydration this boric acid and that caused by the hydrolysis reaction between diborane and the hydroxyl groups of the bound gel water formed modified gel structure instead.

Beim Erhitzen auf über 100"C verliert Orthoborsäure (H,BO,) allmählich Wasser und geht in Metaborsäure (HBO2) über. Bei etwa 140"C findet ein weiterer Wasser verlust unter Bildung von Tetraborsäure (H2B4O7) statt. When heated above 100 "C, orthoboric acid (H, BO,) gradually loses Water and converts to metaboric acid (HBO2). At about 140 "C another takes place Water is lost with the formation of tetraboric acid (H2B4O7).

Erhitzt man weiter bei der letztgenannten Temperatur, so wird das ganze Wasser abgetrieben, und es bildet sich Borsäureanhydrid oder Boroxyd (B2 02).If you continue to heat at the last-mentioned temperature, this becomes Whole water is driven off, and boric anhydride or boron oxide (B2 02) is formed.

Bei den oben angegebenen, zur Dehydratisierung der Borsäure erforderlichen Mindesttemperaturen findet praktisch keine Dehydratisierung der modifizierten Gelstruktur statt. In ungefähr der oberen Hälfte dieses Temperaturbereichs erfolgt jedoch eine Dehydratisierung sowohl der Borsäure als auch der modifizierten Gelstruktur durch Abspaltung von Wasserstoffatomen und Hydroxylgruppen aus der modifizierten Gelstruktur in Form von Wasser. Beim längeren Erhitzen im Bereich von 100 bis 1000"C wird natürlich das nicht umgesetzte adsorbierte Wasser aus dem mit Diboran modifizierten Gel abgetrieben. In the case of those mentioned above, necessary for the dehydration of boric acid There is practically no minimum temperature dehydration of the modified gel structure instead of. However, one occurs in approximately the upper half of this temperature range Dehydration of both the boric acid and the modified gel structure through Elimination of hydrogen atoms and hydroxyl groups from the modified gel structure in the form of water. With prolonged heating in the range of 100 to 1000 "C, it becomes natural the unreacted adsorbed water is driven off the gel modified with diborane.

Erhitzt man z. B. das Produkt des Beispiels 3 auf eine Temperatur im Bereich von etwa 100 bis 1000"C, so kann man im Verlaufe einer halben Stunde eine Dehydratisierung erreichen. Bei Temperaturen im unteren Teil dieses Bereiches wird nicht umgesetztes adsorbie-, tes Wasser entfernt und die Borsäure dehydratisiert. Bei Temperaturen im oberen Teil dieses Bereichs wird nicht umgesetztes adsorbiertes Wasser entfernt, die Borsäure zu Boroxyd dehydratisiert, und es werden Wasserstoffatome und Hydroxylgruppen der todifizierten Gelstruktur in Form von Wasser abgespalten. Die Erhitzungsdauer kann je nach dem gewünschten Grad der Dehydratisierung erheblich schwanken. If you heat z. B. the product of Example 3 to a temperature in the range of about 100 to 1000 "C, so can one in the course of half an hour Achieve dehydration. At temperatures in the lower part of this range, Unreacted adsorbed water is removed and the boric acid is dehydrated. At temperatures in the upper part of this range, unreacted material is adsorbed Water is removed, the boric acid is dehydrated to boron oxide, and hydrogen atoms are formed and hydroxyl groups of the modified gel structure are split off in the form of water. The heating time can be significant depending on the degree of dehydration desired vary.

Unter den zur Dehydratisierung der modifizierten Gelstruktur führenden Bedingungen kann ein Teil des Bors in eine Form von Boroxyd übergehen, in welcher das Boratom an den Sauerstoff des Gels gebunden bleibt, z. B. O = -0 - Si -. Eine Vernetzung kann sowohl zwischen mehreren Molekülen als auch innerhalb eines Moleküls des Gels durch Bildung von Bor-Sauerstoff-Bor-Bindungen und Bor-Sauerstoff-Silicium-Bindungen erfolgen, je nach der Art, auf die sich das betreffende Wassermolekül bildet. Außerdem können auch durch das Erhitzen auf diese verhältnismäßig hohen Temperaturen einige der B(OH)2-Gruppen aus dem Gelmolekül abgespalten werden und freies Boroxyd bilden. Beim Erhitzen des mit Diboran modifizierten Gels auf derartige hohe Temperaturen zwecks Dehydratisierung können auch noch andere Änderungen des Gels vor sich gehen. Among those leading to dehydration of the modified gel structure Conditions, some of the boron can be converted into a form of boron oxide, in which the boron atom remains bound to the oxygen of the gel, e.g. B. O = -0 - Si -. One Networking can be between several molecules as well as within a molecule of the gel by the formation of boron-oxygen-boron bonds and boron-oxygen-silicon bonds occur, depending on the way in which the water molecule in question forms. aside from that can also be achieved by heating to these relatively high temperatures the B (OH) 2 groups are split off from the gel molecule and form free boron oxide. When heating the gel modified with diborane to such high temperatures Other changes to the gel may be made to cause dehydration.

Das erfindungsgemäße Verfahren und die danach erhaltenen Erzeugnisse wurden ohne Bezugnahme auf viele der möglichen vorhergehenden oder nachfolgenden Modifikationen der Gele entweder durch physikalische Behandlung oder durch Behandlung mit anderen Stoffen beschrieben. Da die Erfindung auf der Umsetzung zwischen Diboran und dem Wasser eines adsorbiertes Wasser enthaltenden Gels beruht, kann sich an die erfindungsgemäße Modifizierung eine weitere Modifizierung der Verfahrensprodukte durch physikalische Behandlung oder Behandlung mit anderen Stoffen anschließen, oder die Gele können zunächst auf eine andere Weise modifiziert werden, die keine vollständige Entfernung des adsorbierten Wassers zur Folge hat, so daß sich hieran die Behandlung mit Diboran nach der Erfindung anschließen kann. The method according to the invention and the products obtained thereafter have been made without reference to many of the possible preceding or following Modifications of the gels either by physical treatment or by treatment described with other substances. Since the invention is based on the implementation between diborane and the water of a gel containing adsorbed water can attach itself to the modification according to the invention is a further modification of the process products connect by physical treatment or treatment with other substances, or the gels can first be modified in a way other than none complete removal of the adsorbed water has the consequence, so that here the treatment with diborane according to the invention can follow.

PATENTANSPROCHE: 1. Verfahren zur Herstellung borhaltiger anorganischer Oxydgele, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Gel, welches adsorbiertes Wasser enthält, mit Diboran umsetzt. PATENT CLAIM: 1. Process for the production of boron-containing inorganic compounds Oxide gels, characterized in that a gel which contains adsorbed water, implemented with diborane.

Claims (1)

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Umsetzung mit Diboran unter solchen Bedingungen vornimmt, daß das in dem Gel enthaltene adsorbierte und gebundene Wasser nur zum Teil reagiert. 2. The method according to claim 1, characterized in that the Reaction with diborane takes place under such conditions that the contained in the gel adsorbed and bound water only partially reacts. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das mit Diboran behandelte Gel durch Erhitzen auf eine Temperatur im Bereich von 100 bis 1000"C dehydratisiert. 3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that one the diborane treated gel by heating to a temperature in the range of 100 to 1000 "C dehydrated.