NL9300816A - Method of preparing a porous silicon carbide - Google Patents

Method of preparing a porous silicon carbide Download PDF

Info

Publication number
NL9300816A
NL9300816A NL9300816A NL9300816A NL9300816A NL 9300816 A NL9300816 A NL 9300816A NL 9300816 A NL9300816 A NL 9300816A NL 9300816 A NL9300816 A NL 9300816A NL 9300816 A NL9300816 A NL 9300816A
Authority
NL
Netherlands
Prior art keywords
carbon
catalyst
range
hydrogen
sic
Prior art date
Application number
NL9300816A
Other languages
Dutch (nl)
Original Assignee
Univ Delft Tech
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Delft Tech filed Critical Univ Delft Tech
Priority to NL9300816A priority Critical patent/NL9300816A/en
Publication of NL9300816A publication Critical patent/NL9300816A/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/005Growth of whiskers or needles
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/10Inorganic compounds or compositions
    • C30B29/36Carbides

Abstract

Described is a method of preparing a porous silicon carbide suitable for use as a catalyst or as a catalyst support. Porous carbon is provided with a catalyst which is suitable for catalysing gasification of carbon with hydrogen, and with a catalyst suitable for catalysing whisker growth of SiC, and the porous carbon laden with catalyst(s) is then allowed to react with a gaseous silicon compound formed under reaction conditions and with hydrogen.

Description

Titel: Werkwijze voor de bereiding van een poreus silicium- carbideTitle: Process for the preparation of a porous silicon carbide

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de bereiding van een poreus siliciumcarbide, in het bijzonder op een werkwijze om het siliciumcarbide op een dusdanige wijze te vormen, dat het gevormde siliciumcarbide geschikt is om te worden toegepast als katalysator of als drager voor een katalysator.The invention relates to a process for the preparation of a porous silicon carbide, in particular to a process for forming the silicon carbide in such a way that the formed silicon carbide is suitable for use as a catalyst or as a support for a catalyst.

Aan een katalysator respectievelijk katalysatordrager worden verschillende eisen gesteld, zoals: a) het dient een hoog specifiek oppervlak te hebben; b) het dient een goede mechanische sterkte te hebben; c) het dient bestand te zijn tegen hoge temperatuur; d) het dient bestand te zijn tegen oxydatie en reductie.Different requirements are imposed on a catalyst or catalyst support, such as: a) it must have a high specific surface area; b) it must have good mechanical strength; c) it must be resistant to high temperature; d) it must be resistant to oxidation and reduction.

Voorts is het bijzonder gewenst als de katalysator(drager) vervaardigd kan worden in een voorafbepaalde vorm. Een veel toegepaste vorm voor een katalysator(drager) is die van een extrudaat, bijvoorbeeld een cilindervorm met een diameter van doorgaans een millimeter en een lengte van doorgaans enkele millimeters.Furthermore, it is particularly desirable if the catalyst (support) can be manufactured in a predetermined form. A commonly used form for a catalyst (support) is that of an extrudate, for example a cylindrical shape with a diameter of usually a millimeter and a length of usually a few millimeters.

Het is bekend dat carbides in hun algemeenheid voldoen aan de bovengenoemde eisen b), c). Voorbeelden van carbides die in principe geschikt zijn om te fungeren als katalysator(drager), zijn SiC, WC, M02C, Cr3C2, waarbij wordt opgemerkt dat SiC ook voldoet aan de genoemde eis d) .It is known that carbides generally meet the above requirements b), c). Examples of carbides which are in principle suitable to function as a catalyst (carrier) are SiC, WC, M02C, Cr3C2, it being noted that SiC also satisfies said requirement d).

EP-A-0.313.480 beschrijft een werkwijze voor het vervaardigen van siliciumcarbide, waarbij men siliciummonoxyde (SiO) laat reageren met fijne koolstofdeeltjes. SiO is een metastabiele stof, en voor het uitvoeren van de werkwijze is dan ook een, in genoemde publicatie beschreven, speciaal ontworpen reactor nodig, bestaande uit een zone waarin SiO wordt gevormd door een vaste-stofreactie uit silicium en siliciumdioxyde en een daaropvolgende zone waar SiO reageert met kool. Een verder nadeel van deze werkwijze is, dat er vrij veel uitgangsmateriaal verloren gaat in de vorm van koolmonoxyde. Een ander nadeel is, dat het met deze bekende werkwijze niet of slechts met zeer veel moeite mogelijk is om het gevormde siliciumcarbide in een gewenste voorafbepaalde vorm te brengen. Voorts is het een bezwaar, dat dit bekende proces moet worden uitgevoerd bij lage druk (enkele mbar) en een betrekkelijk lange procesduur heeft.EP-A-0.313.480 describes a process for manufacturing silicon carbide, in which silicon monoxide (SiO) is reacted with fine carbon particles. SiO is a metastable substance, and the process therefore requires a specially designed reactor, described in said publication, consisting of a zone in which SiO is formed by a solid reaction of silicon and silicon dioxide and a subsequent zone where SiO reacts with carbon. A further drawback of this method is that quite a lot of starting material is lost in the form of carbon monoxide. Another drawback is that with this known method it is not possible or only with a great deal of effort to bring the formed silicon carbide into a desired predetermined shape. It is also a drawback that this known process must be carried out at low pressure (a few mbar) and has a relatively long process duration.

De uitvinding beoogt een eenvoudige werkwijze te verschaffen voor het vervaardigen van siliciumcarbide dat verbeterde eigenschappen heeft, zodat het beter geschikt is om te fungeren als katalysator(drager). In het bijzonder beoogt de uitvinding een werkwijze te verschaffen voor het vervaardigen van siliciumcarbide met een groter oppervlakte en een voorafbepaalde vorm.The object of the invention is to provide a simple method of manufacturing silicon carbide that has improved properties, so that it is more suitable to act as a catalyst (carrier). In particular, the invention aims to provide a method for manufacturing silicon carbide with a larger surface area and a predetermined shape.

Daartoe wordt volgens de uitvinding poreuze koolstof beladen met een eerste katalysator die geschikt is om vergassing van koolstof met behulp van waterstof te katalyseren, en een tweede katalysator die geschikt is om whisker-groei van SiC te katalyseren, waarna de met deze katalysatoren beladen poreuze koolstof reageert met een onder reactiecondities gasvormige silicium-verbinding.To this end, according to the invention, porous carbon is charged with a first catalyst suitable for catalyzing hydrogen gasification of carbon, and a second catalyst suitable for catalyzing whisker growth of SiC, after which the porous carbon loaded with these catalysts reacts with a gaseous silicon compound under reaction conditions.

De beide genoemde processen worden bij voorkeur gekatalyseerd door hetzelfde katalysator-element, dat gekozen kan zijn uit de groep overgangsmetalen, bijvoorbeeld Cr, Cu, Ni, Co, Fe. In het bijzonder zijn groep VlII-metalen geschikt. Bijzonder geschikt gebleken is nikkel.Both said processes are preferably catalyzed by the same catalyst element, which may be selected from the group of transition metals, for example, Cr, Cu, Ni, Co, Fe. In particular, group VIIII metals are suitable. Nickel has proved particularly suitable.

Siliciumverbindingen die gebruikt kunnen worden, zijn siliciumverbindingen zonder zuurstof in het molecuul, bijvoorbeeld silanen zoals SiCl4, SÏHC13, SÜI2CI2, SiH2Br2, SiCl2Br2, S1H2I2, S1H3I, S1H3CI, S1H4, S12CI6 en silanen met koolstof in het molecuul zoals bijvoorbeeld CH3SiCl3, (CH3)2S1CI2, (CH3)3S1CI, Si(CH3)4 en CH3CH2SiCl3. Bijzonder geschikt gebleken zijn methyltrichloorsilaan (CH3S1CI3) en siliciumtetrachloride (S1CI4).Silicon compounds that can be used are silicon compounds without oxygen in the molecule, for example, silanes such as SiCl4, SICH13, SÜI2CI2, SiH2Br2, SiCl2Br2, S1H2I2, S1H3I, S1H3CI, S1H4, S12CI6 and silanes with carbon in the molecule such as CH3SiCl) such as CH3 2S1CI2, (CH3) 3S1CI, Si (CH3) 4 and CH3CH2SiCl3. Methyltrichlorosilane (CH3S1CI3) and silicon tetrachloride (S1CI4) have proved particularly suitable.

De werkwijze volgens de uitvinding is minder gecompliceerd dan de bekende werkwijze. Zo kan gebruik worden gemaakt van een eenvoudige reactor waar geen onderdruk hoeft te heersen, en is geen gecompliceerde voor-reactie noodzakelijk.The method according to the invention is less complicated than the known method. For example, use can be made of a simple reactor where no underpressure has to prevail, and no complicated pre-reaction is necessary.

Actieve kool is een betrekkelijk zacht materiaal, dat men eenvoudig in een voorafbepaalde vorm zoals een extrudaat kan verschaffen, en dat een poriestructuur heeft die geschikt is voor een katalysator(drager). De geringe sterkte en de geringe resistentie tegen oxydatie en reductie bij hoge temperaturen maken actieve kool echter minder geschikt. Door de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding, waarbij een groot deel van het werkzame oppervlak van de poreuze koolstof wordt bekleed met een laag siliciumcarbide en/of wordt omgezet in silicium-carbide, is het mogelijk om een katalysator(drager) te vervaardigen waarvan de structuur in hoofdzaak overeenkomt met de structuur van actieve kool en waarvan althans in hoofdzaak het werkzame oppervlak bestaat uit siliciumcarbide. De genoemde structuur-overeenkomst betreft tenminste de uitwendige structuur (bijvoorbeeld extrudaat-vorm).Activated carbon is a relatively soft material, which can be easily provided in a predetermined form such as an extrudate, and has a pore structure suitable for a catalyst (carrier). However, the low strength and low resistance to oxidation and reduction at high temperatures make activated carbon less suitable. By the process according to the present invention, in which a large part of the active surface of the porous carbon is coated with a layer of silicon carbide and / or is converted into silicon carbide, it is possible to manufacture a catalyst (support) whose structure substantially corresponds to the structure of activated carbon and of which at least substantially the active surface consists of silicon carbide. The said structural similarity concerns at least the external structure (e.g. extrudate shape).

Zonder aan een bepaalde theorie te zijn gebonden, wordt de volgende verklaring gegeven voor de waargenomen effecten. Onder invloed van de eerste katalysator kan koolstof uit het koolstofskelet van de actieve kool reageren met waterstof tot CH4. In het geval dat de eerste katalysator nikkel is, zal C in Ni oplossen wanneer de met nikkel geïmpregneerde kool in aanwezigheid van waterstof op een temperatuur van 600 - 1800 K wordt gebracht. De opgeloste C diffundeert door het Ni naar het oppervlak daarvan, alwaar het in contact kan komen met H2 om te reageren tot CH4.Without being bound by any particular theory, the following explanation is given for the observed effects. Under the influence of the first catalyst, carbon from the carbon skeleton of the activated carbon can react with hydrogen to CH4. In the case where the first catalyst is nickel, C will dissolve in Ni when the nickel-impregnated carbon is brought to a temperature of 600 - 1800 K in the presence of hydrogen. The dissolved C diffuses through the Ni to the surface thereof, where it can come into contact with H 2 to react to CH 4.

Onder invloed van de tweede katalysator kan bij een temperatuur van 1200 — 1800 K silicium uit de gasvormige silicium-verbinding opgenomen worden in een groeiende SiC-whisker. In het geval dat de tweede katalysator eveneens nikkel is, lost silicium uit de gasvormige silicium-verbinding zoals S1CI4 op in het Ni, waarbij het Ni vloeibaar kan worden. In dit Ni-druppeltje blijft Si oplossen tot een bepaalde oververzadiging wordt bereikt aan het L/S-grensvlak, waardoorUnder the influence of the second catalyst, silicon from the gaseous silicon compound can be incorporated into a growing SiC whisker at a temperature of 1200 - 1800 K. In case the second catalyst is also nickel, silicon from the gaseous silicon compound such as S1CI4 dissolves in the Ni, whereby the Ni can become liquid. In this Ni droplet, Si continues to dissolve until a certain supersaturation is reached at the L / S interface, causing

SiC precipiteert. De afzetting van SiC duwt het Ni-druppeltje omhoog, zodat uiteindelijk SiC whiskers ontstaan.SiC precipitates. The deposition of SiC pushes the Ni drop upwards, so that eventually SiC whiskers are formed.

Het L/G-grensvlak tussen het Ni-druppeltje en de gasfase is een aantrekkelijke plaats voor het afzetten van gasfase-moleculen zoals S1CI4, aangezien op atomaire schaal het oppervlak daarvan perfect ruw is. Hierdoor is een goede toevoer van Si naar het Ni-druppeltje gewaarborgd.The L / G interface between the Ni droplet and the gas phase is an attractive place for depositing gas phase molecules such as S1CI4, since its surface is perfectly rough on an atomic scale. This ensures a good supply of Si to the Ni droplet.

Anderzijds is het onwaarschijnlijk dat de voor het vormen van SiC benodigde C uit het kool-skelet door het vaste SiC-kristal omhoog diffundeert naar het vloeibare Ni-druppeltje. Als verklaring voor de toevoer van C naar het vloeibare Ni/Si-druppeltje wordt daarom aangenomen, dat de gevormde CH4 oplost in dat druppeltje.On the other hand, it is unlikely that the C required to form SiC from the carbon skeleton diffuses up through the solid SiC crystal to the liquid Ni droplet. As an explanation for the supply of C to the liquid Ni / Si droplet, it is therefore assumed that the CH4 formed dissolves in that droplet.

In het geval dat de eerste en tweede katalysator nikkel is, is het voor het continueren van de vorming van SiC derhalve noodzakelijk, dat enerzijds het vergassingsproces van C tot CH4 plaatsvindt en dat anderzijds het proces van het opstuwen van een Ni/Si-druppeltje door de gevormde SiC-whisker plaatsvindt. Berekeningen hebben aangetoond, dat een in de kool afgezet Ni-kristalliet een straal moet hebben die minstens gelijk is aan een kritische straal om als katalysator te kunnen fungeren bij de whisker-groei. Afhankelijk van parameters zoals de temperatuur en de gasfase-concentraties van S1CI4 en CH4 bedraagt die kritische straal ongeveer 0,1 -1 μιη. Een Ni-kristalliet waarvan de straal kleiner is dan die kritische straal, is in principe beschikbaar om als katalysator te fungeren bij het vergassingsproces.In the case where the first and second catalysts are nickel, it is therefore necessary, in order to continue the formation of SiC, that on the one hand the gasification process from C to CH 4 takes place and on the other hand the process of pushing up a Ni / Si droplet the SiC whisker formed takes place. Calculations have shown that a Ni crystallite deposited in the coal must have a radius at least equal to a critical radius in order to act as a catalyst in whisker growth. Depending on parameters such as the temperature and the gas phase concentrations of S1CI4 and CH4, that critical radius is approximately 0.1 -1 μιη. A Ni crystallite whose radius is less than that critical radius is in principle available to act as a catalyst in the gasification process.

Het zal duidelijk zijn, dat het mogelijk is om een mengsel te gebruiken van twee katalysator-elementen, waarbij het eerste katalysator-element (bijvoorbeeld vanadium) als katalysator bij het vergassingsproces fungeert en het tweede katalysator-element (bijvoorbeeld goud) als katalysator bij de whisker-groei fungeert. Het gebruik van een enkel katalysator-element dat beide katalysator-functies kan vervullen, geniet echter de voorkeur. Voorbeelden van dergelijke elementen zijn Cr, Cu, Ni, Co, Fe.It will be clear that it is possible to use a mixture of two catalyst elements, the first catalyst element (for example vanadium) acting as a catalyst in the gasification process and the second catalyst element (for example gold) as a catalyst in the whisker growth functions. However, the use of a single catalyst element that can perform both catalyst functions is preferred. Examples of such elements are Cr, Cu, Ni, Co, Fe.

In het hiernavolgende zullen enkele voorbeelden voor het uitvoeren van de uitvinding nader verduidelijkt worden.Some examples for carrying out the invention will be explained in more detail below.

VOORBEELD IEXAMPLE I

In dit voorbeeld wordt poreuze kool beladen onder toepassing van conventionele CVD (chemical vapour deposition). Hierbij wordt SiC neergeslagen op het skelet van actieve kool. Uitgegaan werd van actieve kool die onder typeaanduiding "ROW supra 0.8" verkrijgbaar is bij de fa. Norit. Deze kool heeft een extrudaatvorm met een diameter van 0,8 mm en een lengte van 3 mm.In this example, porous carbon is charged using conventional CVD (chemical vapor deposition). SiC is deposited on the activated carbon skeleton. Activated carbon was used, which is available from Norit, under type designation "ROW supra 0.8". This carbon has an extrudate shape with a diameter of 0.8 mm and a length of 3 mm.

Door middel van impregnatie werd nikkel op de kool aangebracht. Hiertoe werd aan 1 gram extrudaten toegevoegd een aan het porie-volume gelijke hoeveelheid Ni(N03)2 in water (9,415 gram Ni (NO3) 2'6H20 in 100 ml H2O) , zodat de bereikte concentratie nikkel in de kool ca. 2 gewichtsprocent bedroeg. Vervolgens werden de geïmpregneerde extrudaten bewaard bij 340 K.Nickel was applied to the carbon by impregnation. For this purpose, an amount of Ni (NO3) 2 in water (9.415 grams of Ni (NO3) 2'6H20 in 100 ml of H2O) was added to 1 gram of extrudates, equal to the pore volume, so that the concentration of nickel in the coal reached about 2% by weight. amount. Then the impregnated extrudates were stored at 340 K.

Een bepaalde hoeveelheid, ongeveer 0,3 gram, van de aktieve kool voorzien van 2 gewichtsprocent nikkel werd als een fixed bed (met een diameter van 37 mm en een lengte van 0,8 mm) in een horizontale buisreactor (met een diameter van 42,5 mm en een lengte van 500 mm) van kwarts geplaatst. De extrudaten zijn vervolgens onder een waterstofflow van 1,4 ml(normal temperature and pressure, NTP)/s opgewarmd tot 1170 K. Hierbij wordt het nikkelzout gereduceerd tot metallisch nikkel, en het nitraat ontleedt hierbij in diverse stikstofhoudende gassen, zoals NO, NO2, N2O, NH3, enz. Tevens wordt een gedeelte van de kool vergast tot CH4. De gewichtsafname ten gevolge van deze voorbehandeling bedroeg 18,2 gewichtsprocent. Opgemerkt wordt, dat het opwarmen niet per se met waterstofgas behoeft te gebeuren, maar dat andere gassen zoals stikstof, argon, etc. gebruikt kunnen worden. Hierbij ontleedt het nitraat tot dezelfde stikstofhoudende gassen, en het nikkel wordt d.m.v. de kool tot metallisch nikkel gereduceerd.A certain amount, about 0.3 grams, of the activated carbon with 2 weight percent nickel was placed as a fixed bed (37 mm in diameter and 0.8 mm in length) in a horizontal tube reactor (42 mm in diameter) , 5 mm and a length of 500 mm) of quartz. The extrudates are then heated to 1170 K under a hydrogen flow of 1.4 ml (normal temperature and pressure, NTP) / s. The nickel salt is reduced to metallic nickel, and the nitrate decomposes in various nitrogenous gases, such as NO, NO2. , N2O, NH3, etc. Also part of the carbon is gasified to CH4. The weight decrease as a result of this pretreatment was 18.2 weight percent. It is noted that heating does not necessarily have to be done with hydrogen gas, but that other gases such as nitrogen, argon, etc. can be used. The nitrate decomposes to the same nitrogenous gases, and the nickel is dm.v. the carbon reduced to metallic nickel.

Na het opwarmen is de reactor op een druk van 60 hPa gebracht en is vervolgens overgegaan op het doorleiden van een mengsel van methyltrichloorsilaan (MTS, CH3SiCl3) en waterstof, respectievelijk 0,925 en 25 ml(NTP)/s. Daarbij werd siliciumcarbide afgezet op de kool, met name in de poriën daarvan, volgens de reactie CH3SiCl3(g) —> SiC (s) + 3HCl(g) (1)After heating up, the reactor was pressurized to 60 hPa and then passed through a mixture of methyltrichlorosilane (MTS, CH3SiCl3) and hydrogen, 0.925 and 25 ml (NTP) / s, respectively. Thereby, silicon carbide was deposited on the carbon, especially in its pores, according to the reaction CH3SiCl3 (g) -> SiC (s) + 3HCl (g) (1)

Het waterstofgas is tijdens de reactie essentieel, ten eerste om de reactie tussen de actieve kool en het vrijkomende chloor zo veel mogelijk te beperken, en ten tweede om het vergassen van kool naar CH4 te verzorgen. De genoemde verhouding tussen MTS en waterstof is niet kritisch; echter, een verhouding van waterstof tot MTS van meer dan 5 is aan te bevelen.The hydrogen gas is essential during the reaction, firstly to limit the reaction between the activated carbon and the chlorine released as much as possible, and secondly to provide the gasification of carbon to CH4. The said ratio between MTS and hydrogen is not critical; however, a hydrogen to MTS ratio of more than 5 is recommended.

Tenslotte werd de residuele kool op bekende wijze verwijderd door middel van een oxydatie in lucht bij een temperatuur van ca. 1270 K.Finally, the residual carbon was removed in a known manner by oxidation in air at a temperature of about 1270 K.

Verschillende proeven werden gedaan, waarbij de temperatuur gekozen werd in het gebied van 850-1200 K, en de druk gekozen werd in het gebied van 6·103 - 1·105 Pa. De optimale procesduur is afhankelijk van de hoeveelheid kool, soort kool, katalysator(mengsel)-belading, procestemperatuur, procesdruk en toevoersnelheden van de reaktanten, en kan eenvoudig proefondervindelijk worden bepaald. Bij de hier beschreven experimenten verdient een tijdsduur van 1-2 uur de voorkeur.Several experiments were done, choosing the temperature in the range 850-1200 K, and the pressure choosing in the range 6103-1105 Pa. The optimal process duration depends on the amount of carbon, type of carbon, catalyst (mixture) loading, process temperature, process pressure and feed rates of the reactants, and can be easily determined by experiment. In the experiments described here, a time of 1-2 hours is preferred.

Enkele resultaten zijn vermeld in tabel I. Daarbij is in kolom 4 opgenomen de gemeten gewichtstoename in procenten, voorafgaande aan de oxydatiestap en gerelateerd aan de hoeveelheid materiaal die zich in de reactor bevindt na de opwarming onder waterstof. Kolom 5 vermeldt het residuele gewicht in procenten na de oxydatiestap, gerelateerd aan de hoeveelheid materiaal die voorafgaand aan de oxydatiestap aanwezig was. Met behulp van Röntgen-diffractie (XRD) zijn de gevormde fasen geanalyseerd; de resultaten van deze analyse zijn vermeld in kolom 6.Some results are reported in Table I. Column 4 includes the measured weight gain in percent, prior to the oxidation step and related to the amount of material in the reactor after the hydrogen heating. Column 5 reports the residual weight in percent after the oxidation step, related to the amount of material present prior to the oxidation step. The phases formed were analyzed by X-ray diffraction (XRD); the results of this analysis are shown in column 6.

De gewichtsafname door oxydatie illustreert het verbranden van de residuele kool volgens de reactie c(s) + o2(g) --> co2(g) (2)The weight decrease by oxidation illustrates the burning of the residual carbon according to the reaction c (s) + o2 (g) -> co2 (g) (2)

Ter vergelijking zijn enkele proeven gedaan zonder nikkel-impregnatie. Daarbij bleek bij een temperatuur van 1188 K, een druk van 60 mbar en een reactieduur van 2 uur, een gewichtstoename van 35 % bereikt te worden (voorafgaande aan de oxydatiestap). Er wordt onder invloed van de katalytische werking van het nikkel dus ongeveer 1,5 keer zo veel materiaal gedeponeerd.For comparison, some tests were performed without nickel impregnation. In addition, a weight gain of 35% was achieved (prior to the oxidation step) at a temperature of 1188 K, a pressure of 60 mbar and a reaction time of 2 hours. Thus, about 1.5 times as much material is deposited under the influence of the catalytic action of the nickel.

Voorts bleek bij de vergelijkende proeven, dat er nauwelijks of geen SiC werd afgezet in de poriën van de kool. Daarentegen bleek bijvoorbeeld bij proef #920714 dat op de buitenkant van de kool een laag SiC van 1,5 μιη dikte was afgezet, bestaande uit SiC bollen met een doorsnede van 1,5 μιη, zoals ook optreedt in afwezigheid van de nikkel-katalysator, maar dat tevens over de gehele doorsnede van een monster, tot in het centrum daarvan, kleinere SiC-bolletjes met een doorsnede van ca. 0,15 μιη en zeer dunne whiskers met diameters in het gebied van 0,05-0,15 μιη aanwezig waren. Hieruit blijkt duidelijk, dat vanwege de aanwezigheid van de nikkel-katalysator de depositie van SiC ook in de poriën optrad.Furthermore, the comparative tests showed that little or no SiC was deposited in the pores of the coal. In contrast, for example, in test # 920714, it was found that a layer of SiC of 1.5 µm thickness was deposited on the outside of the coal, consisting of SiC spheres with a diameter of 1.5 µm, which also occurs in the absence of the nickel catalyst, but that also over the entire cross-section of a sample, up to the center thereof, smaller SiC-spheres with a diameter of approx. 0.15 μιη and very thin whiskers with diameters in the range of 0.05-0.15 μιη are present goods. This clearly shows that, due to the presence of the nickel catalyst, the deposition of SiC also occurred in the pores.

Bij een onderlinge vergelijking van de resultaten blijkt, dat bij temperaturen lager dan 1170 K ook silicium wordt gedeponeerd op de actieve kool. Dit verschijnsel werd niet meer waargenomen bij een temperatuur van hoger dan 1170 K. Echter, hoe meer de temperatuur hoger gekozen wordt dan 1170 K, des te meer zal de aan de buitenzijde gedeponeerde SiC de neiging vertonen om de poriën afsluiten. Bij voorkeur wordt derhalve de temperatuur gekozen rond 1170 K.A comparison of the results shows that silicon is also deposited on the activated carbon at temperatures below 1170 K. This phenomenon was no longer observed at a temperature higher than 1170 K. However, the more the temperature is chosen higher than 1170 K, the more the SiC deposited on the outside will tend to seal the pores. Preferably, therefore, the temperature is chosen around 1170 K.

De structuur van het gevormde product is onderzocht met behulp van stikstof-isothermen, die gemeten zijn d.m.v. stikstof-adsorptie bij 77 K. Hiermee is het specifieke oppervlak met behulp van de BET- en de t-methode bepaald. Het gebruik van de BET-methode verschaft het totale specifieke oppervlak, terwijl het gebruik van de t-methode het oppervlak verschaft dat gevormd wordt door de macro-poriën (poriestraal > 50 nm) en de meso-poriën (2 nm < poriestraal < 50 nm).The structure of the molded product has been investigated using nitrogen isotherms measured by nitrogen adsorption at 77 K. This determined the specific surface area using the BET and t methods. The use of the BET method provides the total specific surface area, while the use of the t method provides the surface area formed by the macro pores (pore radius> 50 nm) and the meso pores (2 nm <pore radius <50 nm).

Tevens verschaft de laatstgenoemde methode het microporie-volume van het materiaal.The latter method also provides the micropore volume of the material.

Voorbeelden van de resultaten zijn samengevat in Tabel III. Daarin zijn ook opgenomen de vergelijkbare gegevens voor het uitgangsmateriaal "ROW supra 0.8", en die van dat uitgangsmateriaal "ROW supra 0.8" na het aanbrengen van 2 gewichtsprocent nikkel en opwarmen onder een waterstofflow.Examples of the results are summarized in Table III. Also included are the comparable data for the starting material "ROW supra 0.8", and that of that starting material "ROW supra 0.8" after applying 2 weight percent nickel and heating under a hydrogen flow.

Het blijkt dat als gevolg van de voorbehandeling een geringe stijging optreedt van het BET-oppervlak (ca. 4%) en van het porievolume (ca. 7%). Een mogelijke verklaring hiervoor is, dat extra poriën worden gevormd, met een waarschijnlijk cylindervormige configuratie, onder de katalytische invloed van het nikkel. De porie-distributie wijzigt echter nauwelijks.It appears that as a result of the pretreatment there is a slight increase in the BET surface (approx. 4%) and in the pore volume (approx. 7%). A possible explanation for this is that additional pores are formed, with a probably cylindrical configuration, under the catalytic influence of the nickel. However, the pore distribution hardly changes.

Bij proef #920820 bleek het BET-oppervlak voor de oxydatiestap ca. 40% verminderd te zijn. Ook heeft er kennelijk afsluiting van poriën plaatsgevonden, zodat het porievolume is verlaagd tot 0,23 cm3/g. De poriedistributie (niet vermeld in Tabel III) strekt zich uit van 1,5 tot 20 nm, met een duidelijk maximum rond r = 2 nm, en is dus vergelijkbaar met die van normale actieve kool.In test # 920820, the BET surface area for the oxidation step was found to be approximately 40% reduced. Apparently, pore sealing has also occurred, so that the pore volume has decreased to 0.23 cm3 / g. The pore distribution (not listed in Table III) ranges from 1.5 to 20 nm, with a clear maximum around r = 2 nm, and is thus comparable to that of normal activated carbon.

VOORBEELD IIEXAMPLE II

In dit voorbeeld wordt onder toepassing van reactieve CVD een skelet van actieve kool omgezet in SiC. Het toegepaste type actieve kool was dezelfde als beschreven bij voorbeeld I.In this example, using reactive CVD, an activated carbon backbone is converted to SiC. The type of activated carbon used was the same as described in Example I.

Op dezelfde wijze als beschreven bij voorbeeld I werd nikkel op de kool aangebracht, zodanig dat de bereikte concentratie nikkel in de kool ca. 2, 5 of 8 gewichtsprocent bedroeg.In the same manner as described in Example I, nickel was applied to the carbon, such that the concentration of nickel in the carbon reached was about 2, 5 or 8% by weight.

Door dezelfde buisreactor als beschreven bij voorbeeld I, met daarin de geïmpregneerde actieve kool-extrudaten, werd een mengsel van siliciumtetrachloride (SiCl4) (1.25 ml(NTP)/s) en waterstof (25 ml(NTP)/s) geleid. De SXCI4 reageerde met de kool volgens de reactie C(s) + S1CI4(g) + 2H2(g) --> Sic (s) + 4HCl(g) (3)A mixture of silicon tetrachloride (SiCl4) (1.25 ml (NTP) / s) and hydrogen (25 ml (NTP) / s) was passed through the same tube reactor as described in Example I, containing the impregnated activated carbon extrudates. The SXCI4 reacted with the carbon according to the reaction C (s) + S1CI4 (g) + 2H2 (g) -> Sic (s) + 4HCl (g) (3)

Verschillende proeven werden gedaan, waarbij de temperatuur gekozen werd in het gebied van 1075-1380 K, de druk gekozen werd bij ca. 8-103 Pa, en de tijdsduur gekozen werd in het gebied van 10 min - 2 uur.Several experiments were done, choosing the temperature in the range of 1075-1380 K, the pressure was selected in the range of about 8-103 Pa, and the time duration was selected in the range of 10 min-2 hours.

Enkele resultaten zijn vermeld in tabel Ha en Ilb. Daarbij is in kolom 4 opgenomen de gemeten gewichtstoename in procenten, voorafgaande aan de oxydatiestap en gerelateerd aan de hoeveelheid materiaal die zich in de reactor bevindt na de opwarming onder waterstof. Kolom 5 vermeldt het residuele gewicht in procenten na de oxydatiestap, gerelateerd aan de hoeveelheid materiaal die voorafgaand aan de oxydatiestap aanwezig was. Kolom 6 vermeldt de met behulp van XRD gedetecteerde fase.Some results are reported in Tables Ha and Ilb. Column 4 includes the measured weight gain in percent, prior to the oxidation step and related to the amount of material in the reactor after heating under hydrogen. Column 5 reports the residual weight in percent after the oxidation step, related to the amount of material present prior to the oxidation step. Column 6 lists the phase detected by XRD.

Ter vergelijking zijn in dezelfde reactor enkele proeven gedaan zonder nikkel—impregnatie. De reactie—condities waren: 1248 K, 100 hPa, waterstof 5,6 ml(NTP)/s, SiCl4 1 ml(NTP)/s, reactieduur 3,7 uur. Daarbij bleek de gewichtstoename (voorafgaande aan de oxydatiestap) in aanwezigheid van 5 gewichtsprocent nikkel ongeveer 5 keer zo groot als bij afwezigheid van nikkel. Er wordt onder invloed van de katalytische werking van het nikkel dus ongeveer 5 keer zo veel materiaal gedeponeerd.For comparison, some tests were conducted in the same reactor without nickel impregnation. The reaction conditions were: 1248 K, 100 hPa, hydrogen 5.6 ml (NTP) / s, SiCl 4 1 ml (NTP) / s, reaction time 3.7 hours. In addition, the weight gain (prior to the oxidation step) in the presence of 5 weight percent nickel was found to be about 5 times greater than in the absence of nickel. Thus, about 5 times as much material is deposited under the influence of the catalytic action of the nickel.

Voorts bleek, zoals geïllustreerd door tabel Ha, dat bij een temperatuur van ca. 1378 K de gewichtstoename niet alleen bijzonder hoog was, maar ook dat die gewichtstoename vrijwel uitsluitend werd veroorzaakt door vorming van SiC; er bleek nauwelijks Si te worden afgezet. Dit wordt geconcludeerd uit XRD analyse. Dit in tegenstelling tot de gemeten resultaten bij proef #920423 waarbij, zonder Ni-katalyse, alleen Si werd gevormd.Furthermore, as illustrated by Table Ha, it was found that at a temperature of about 1378 K the weight gain was not only particularly high, but also that weight gain was caused almost exclusively by SiC formation; hardly any Si was found to be deposited. This is concluded from XRD analysis. This is in contrast to the measured results in test # 920423 where, without Ni catalysis, only Si was formed.

De werkwijze volgens de uitvinding wordt derhalve bij voorkeur uitgevoerd bij een temperatuur in het gebied 1200 -1800 K, afhankelijk van de gebruikte katalysator en/of katalysatorenmengsel. In het geval dat nikkel als katalysator wordt toegepast, wordt de werkwijze volgens de uitvinding bij voorkeur uitgevoerd bij een temperatuur in het gebied 1350 -1700 K.The process according to the invention is therefore preferably carried out at a temperature in the range 1200-1800 K, depending on the catalyst and / or catalyst mixture used. In the case where nickel is used as a catalyst, the process according to the invention is preferably carried out at a temperature in the range 1350-1700 K.

Voor het toepassen van de werkwijze volgens de uitvinding kan de hoeveelheid van de nikkel-katalysator op geschikte wijze gekozen worden in het gebied van 1-10 gewichtsprocent, meer in het bijzonder ongeveer 3-7 gewichtsprocent. Bij een onderlinge vergelijking van de resultaten blijkt, dat reeds bij 2 gewichtsprocent nikkel een goed resultaat wordt bereikt, maar dat een optimale waarde voor de nikkel-katalysator is gelegen in het gebied van 4-6 gewichtsprocent, meer in het bijzonder ongeveer 5 gewichtsprocent. De optimale procesduur is afhankelijk van de hoeveelheid kool, soort kool, katalysator(mengsel)-belading, procestemperatuur, procesdruk en toevoersnelheden van de reaktanten, en kan eenvoudig proefondervindelijk worden bepaald. Bij de hier beschreven experimenten verdient een procesduur van minder dan twee uur, bij voorkeur ongeveer gelijk aan 1 uur, daarbij de voorkeur, aangezien bij langere tijd (2 uur en meer) bleek, dat tevens Si werd afgezet.For the practice of the process of the invention, the amount of the nickel catalyst can be suitably selected in the range of 1-10 weight percent, more particularly about 3-7 weight percent. A comparison of the results shows that a good result is already achieved at 2% by weight of nickel, but that an optimum value for the nickel catalyst is in the range of 4-6% by weight, more in particular about 5% by weight. The optimal process duration depends on the amount of carbon, type of carbon, catalyst (mixture) loading, process temperature, process pressure and feed rates of the reactants, and can be easily determined by experiment. In the experiments described here, a process duration of less than two hours, preferably about equal to 1 hour, is preferred, since longer periods (2 hours and more) showed that Si was also deposited.

In proef #921015 werd nagegaan wat het effect is van het bijmengen van een onder reactiecondities gasvormige koolstofbron zoals methaan (CH4) aan het SiCl4 in een verhouding van 2:1. Het bleek, dat de gewichtstoename dan groter was als gevolg van relatief lange en dikke whiskers, en dat de actieve kool voor een groot deel was opgevuld met SiC. De afzetting was echter niet homogeen: aan de binnenzijde van de kool-monsters was de minste hoeveelheid SiC gevormd.In experiment # 921015, the effect of admixing a gaseous carbon source such as methane (CH4) to the SiCl4 under reaction conditions was investigated. It turned out that the weight gain was then greater due to relatively long and thick whiskers, and that the activated carbon was largely filled with SiC. However, the deposition was not homogeneous: the least amount of SiC had formed on the inside of the carbon samples.

In proef #921110 werd nagegaan wat het effect is van het verhogen van de concentratie SiCl4 in het mengsel met waterstof tot 1:11,5. Het blijkt, dat er niet zozeer een verhoging optreedt van de gewichtstoename, maar wel dat er in veel homogenere mate een omzetting optreedt van kool uit het substraat naar SiC. Na oxydatie blijft dan de macro-structuur van de actieve kool goed behouden.In test # 921110 the effect of increasing the concentration of SiCl4 in the mixture with hydrogen to 1: 11.5 was investigated. It has been found that it is not so much an increase in weight gain that there is a much more homogeneous conversion of carbon from the substrate to SiC. After oxidation, the macro-structure of the activated carbon is then well preserved.

De structuur van het gevormde product werd onderzocht op dezelfde manier als beschreven bij Voorbeeld I.The structure of the molded product was examined in the same manner as described in Example I.

Voorbeelden van de resultaten zijn samengevat in Tabel III.Examples of the results are summarized in Table III.

Bij proef #921110 bleek het BET-oppervlak 270 m2/g te zijn; een gedeelte hiervan wordt gevormd door de microporiën van de oorspronkelijke actieve kool. Na de oxydatie-stap bleek het, dan vrijwel volledig uit SiC bestaande product een mesoporeus (t) oppervlak te hebben van ongeveer 43 m2/g. De microporiën van de oorspronkelijke kool bleken verdwenen te zijn, en het gevormde product bleek een vrijwel vlakke poriedistributie te hebben over het gebied van 1 tot 100 nm. Voorts bleken de poriën niet meer spieetvormig te zijn maar cylindervormig.In test # 921110, the BET surface area was found to be 270 m2 / g; part of this is formed by the micropores of the original activated carbon. After the oxidation step, the then almost completely SiC product was found to have a mesoporous (t) surface of about 43 m2 / g. The micropores of the original coal were found to have disappeared, and the product formed was found to have an almost flat pore distribution over the range 1 to 100 nm. Furthermore, the pores no longer appeared to be spike-shaped but cylindrical.

Ter vergelijking wordt opgemerkt, dat het op conventionele wijze bereide SiC een oppervlak heeft van ongeveer 0,1-1 m2/g.For comparison, it is noted that the conventionally prepared SiC has a surface area of about 0.1-1 m2 / g.

VOORBEELD IIIEXAMPLE III

In dit voorbeeld wordt onder toepassing van reactieve CVD actieve kool omgezet in SiC. Hierbij is gebruik gemaakt van gegranuleerde actieve kool (deeltjesdiameter 63 - 180 μιη, kooltype AZO, geleverd door de fa. Norit). Deze kool is op dezelfde wijze voorzien van nikkel als beschreven in voorbeeld I, zodanig dat de bereikte concentratie nikkel in de kool 5 gewichtsprocent bedroeg. De reactie is uitgevoerd in een fluïde-bed reactor, die bestond uit een alumina reactorbuis waarin een conus van kwarts was geplaatst. In deze conus (onderdiameter 3 mm, bovendiameter 28 mm, lengte 120 mm) werd de met nikkel beladen kool gefluïdiseerd. Na het vullen met 3 gram van de met 5 gewichtsprocent nikkel beladen kool is de reactor onder atmosferische druk (105 Pa) opgewarmd tot 1400 K middels doorstroming met argon bij een debiet van 10 ml/s. Bij het bereiken van deze temperatuur is overgeschakeld naar een mengsel van argon, waterstof en siliciumtetra-chloride. De reactie die plaatsvond, is identiek aan die van voorbeeld II.In this example, reactive CVD activated carbon is converted to SiC. Use was made of granulated activated carbon (particle diameter 63 - 180 μιη, AZO carbon type, supplied by Norit). This carbon is nickel-plated in the same manner as described in Example 1, such that the concentration of nickel in the coal reached was 5 percent by weight. The reaction was conducted in a fluid bed reactor, which consisted of an alumina reactor tube in which a quartz cone was placed. The nickel-loaded carbon was fluidized in this cone (bottom diameter 3 mm, top diameter 28 mm, length 120 mm). After filling with 3 grams of the 5% by weight nickel-loaded carbon, the reactor was heated to 1400 K under atmospheric pressure (105 Pa) by flowing through argon at a flow rate of 10 ml / s. When this temperature was reached, a switch was made to a mixture of argon, hydrogen and silicon tetrachloride. The reaction that took place is identical to that of Example II.

Verschillende proeven zijn uitgevoerd waarbij de reactie-temperatuur werd gekozen in het gebied van 1370 - 1400 K, en de tijdsduur gekozen werd in het gebied van 15 - 40 min.Several experiments have been conducted in which the reaction temperature was selected in the range of 1370 - 1400 K, and the time duration was selected in the range of 15 - 40 min.

Enkele resultaten zijn vermeld in Tabel IV. Daarbij is in kolom 6 opgenomen de gemeten gewichtstoename in procenten, voorafgaande aan de oxydatiestap en gerelateerd aan de hoeveelheid materiaal die zich in de reactor bevindt na de opwarming onder argon. Kolom 7 vermeldt het residuele gewicht in procenten na de oxydatiestap, gerelateerd aan de hoeveelheid materiaal die voorafgaand aan de oxydatiestap aanwezig was. Bij alle proeven is alleen SiC als kristallijne fase aangetoond. Het blijkt dat ook in deze reactor-configuratie gegranuleerde actieve kool kan worden geconverteerd naar SiC. Ook hier geldt, dat de optimale procesduur afhankelijk is van hoeveelheid kool, soort kool, katalysator(mengsel)-belading, procestemperatuur, procesdruk en toevoersnelheden van de reactanten.Some results are reported in Table IV. Column 6 includes the measured weight gain in percent, prior to the oxidation step and related to the amount of material in the reactor after heating under argon. Column 7 reports the residual weight in percent after the oxidation step, related to the amount of material present prior to the oxidation step. In all tests, only SiC was detected as a crystalline phase. It appears that granulated activated carbon can also be converted to SiC in this reactor configuration. Here, too, the optimum process duration depends on the amount of coal, type of carbon, catalyst (mixture) loading, process temperature, process pressure and feed rates of the reactants.

Het zal voor een deskundige duidelijk zijn dat de omvang <4 van de uitvinding niet is beperkt tot de in de bovenstaande voorbeelden vermelde gegevens. Zo kan bijvoorbeeld de katalysator of het katalysatormengsel via andere technieken dan impregnatie en/of via een andere precursor dan een metaalzout worden aangebracht. Als voorbeeld wordt hier genoemd het aanbrengen van nikkel via de gasfase m.b.v.It will be apparent to one skilled in the art that the scope <4 of the invention is not limited to the data set forth in the above examples. For example, the catalyst or catalyst mixture can be applied via techniques other than impregnation and / or via a precursor other than a metal salt. As an example here is mentioned the application of nickel via the gas phase by means of

Ni (CO)4.Ni (CO) 4.

Figure NL9300816AD00141

(a) : Si + SiC betekent pieken van Si en SiC van dezelfde grootte-orde(a): Si + SiC means peaks of Si and SiC of the same magnitude

SiC (+Si) betekent pieken van SiC zijn sterker dan die van Si (b) : reactie uitgevoerd bij 105 PaSiC (+ Si) means peaks of SiC are stronger than those of Si (b): reaction performed at 105 Pa

Figure NL9300816AD00151
Figure NL9300816AD00152

(a) : Si + SiC pieken van Si en SiC van dezelfde orde(a): Si + SiC peaks of Si and SiC of the same order

SiC (+Si) pieken van SiC zijn sterker dan die van Si (c) : methaan toegevoegd (molverhouding CH4/SiCl4 = 2) (d) : H2 = 25 ml(NTP)/s, S1CI4 = 2,9 ml(NTP)/sSiC (+ Si) peaks of SiC are stronger than those of Si (c): methane added (molar ratio CH4 / SiCl4 = 2) (d): H2 = 25 ml (NTP) / s, S1CI4 = 2.9 ml (NTP ) / s

Figure NL9300816AD00161
Figure NL9300816AD00162

Claims (19)

1. Werkwijze voor de bereiding van een poreus silicium-carbide, waarbij poreuze koolstof wordt beladen met een eerste katalysator die geschikt is om vergassing van koolstof met behulp van waterstof te katalyseren, en met een tweede katalysator die geschikt is om whisker-groei van SiC te katalyseren, waarna de met deze katalysatoren beladen poreuze koolstof reageert met een onder reactiecondities gasvormige silicium-verbinding.A process for the preparation of a porous silicon carbide, wherein porous carbon is charged with a first catalyst suitable for catalyzing hydrogen gasification of carbon, and with a second catalyst suitable for whisker growth of SiC after which the porous carbon loaded with these catalysts reacts with a gaseous silicon compound under reaction conditions. 2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij beide genoemde processen gekatalyseerd worden door hetzelfde katalysator-element, dat gekozen kan zijn uit de groep overgangsmetalen.The method of claim 1, wherein both said processes are catalyzed by the same catalyst element, which may be selected from the group of transition metals. 3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij het katalysator-element wordt gekozen uit groep VIII van het periodiek systeem.The method of claim 2, wherein the catalyst element is selected from group VIII of the periodic table. 4. Werkwijze volgens conclusie 2, waarbij het katalysator-element wordt gekozen uit de groep Cr, Cu, Ni, Co, Fe.The method of claim 2, wherein the catalyst element is selected from the group Cr, Cu, Ni, Co, Fe. 5. Werkwijze volgens conclusie 4, waarbij Ni wordt gebruikt als katalysator-element.The method of claim 4, wherein Ni is used as a catalyst element. 6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarbij Ni wordt toegevoegd door de actieve kool te impregneren met een oplossing van Ni(N03)2-The method of claim 5, wherein Ni is added by impregnating the activated carbon with a solution of Ni (NO 3) 2 7. Werkwijze volgens ten minste één der voorgaande conclusies, waarbij als silicium-verbinding een silaan met koolstof in het molecuul wordt toegepast, zoals bijvoorbeeld CH3SiCl3, (CH3)2S1CI2, (CH3)3S1CI, Si(CH3)4 en CH3CH2SiCl3, bij voorkeur methyltrichloorsilaan (CH3SÏC13) .Process according to at least one of the preceding claims, in which a silane with carbon is used in the molecule as a silicon compound, such as, for example, CH3SiCl3, (CH3) 2S1CI2, (CH3) 3S1CI, Si (CH3) 4 and CH3CH2SiCl3, preferably methyl trichlorosilane (CH 3 SiCl 3). 8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarbij als katalysator-element ca. 2 gewichtsprocent Ni wordt gebruikt.The process according to claim 7, wherein about 2 weight percent Ni is used as the catalyst element. 9. Werkwijze volgens conclusie 7 of 8, waarbij een gasmengsel van methyltrichloorsilaan en waterstof, bij voorkeur met een overmaat aan waterstof, zoals bijvoorbeeld in de verhouding van ongeveer 1:40, wordt toegevoerd aan de geïmpregneerde kool.A method according to claim 7 or 8, wherein a gas mixture of methyltrichlorosilane and hydrogen, preferably with an excess of hydrogen, such as, for example, in the ratio of about 1:40, is supplied to the impregnated carbon. 10. Werkwijze volgens ten minste één der conclusies 7-9, waarbij de temperatuur gekozen werd in het gebied van 880-1800 K, bij voorkeur rond 1200 K.The method of at least one of claims 7-9, wherein the temperature was selected in the range of 880-1800 K, preferably around 1200 K. 11. Werkwijze volgens ten minste één der conclusies 7-10, waarbij de druk gekozen werd in het gebied van 103 - 106 Pa, bij voorkeur rond 104 Pa.The method of at least one of claims 7-10, wherein the pressure was selected in the range of 103-106 Pa, preferably around 104 Pa. 12. Werkwijze volgens ten minste één der conclusies 1-6, waarbij als silicium-verbinding silanen zonder koolstof in het molecuul, zoals bijvoorbeeld SiCl4, SiHCl3, SiH2Cl2, SiH2Br2, SiCl2Br2, SiH3l, SiHl3, SiH3Cl, S1H4 en S12CI6, maar bij voorkeur siliciumtetrachloride (S1CI4) wordt toegepast.A method according to at least one of claims 1 to 6, wherein as silicon compound silanes without carbon in the molecule, such as, for example, SiCl4, SiHCl3, SiH2Cl2, SiH2Br2, SiCl2Br2, SiH3l, SiHl3, SiH3Cl, S1H4 and S12CI6, but preferably silicon tetrachloride (S1CI4) is used. 13. Werkwijze volgens conclusie 12, waarbij als katalysator-element 1-10 gewichtsprocent Ni wordt gebruikt, bij voorkeur ca. 3-7 gewichtsprocent.The process according to claim 12, wherein as catalyst element 1-10 weight percent Ni is used, preferably about 3-7 weight percent. 14. Werkwijze volgens conclusie 12 of 13, waarbij een gasmengsel van siliciumtetrachloride en een overmaat aan waterstof, bij voorkeur in de verhouding van ongeveer 1:5 - 1:40, wordt toegevoerd aan de geïmpregneerde kool.A method according to claim 12 or 13, wherein a gas mixture of silicon tetrachloride and an excess of hydrogen, preferably in the ratio of about 1: 5 - 1:40, is supplied to the impregnated carbon. 15. Werkwijze volgens ten minste één der conclusies 12-14, waarbij de temperatuur gekozen werd in het gebied van 1000-1800 K, bij voorkeur in het gebied van 1360-1400 K.The method of at least one of claims 12-14, wherein the temperature was selected in the range of 1000-1800 K, preferably in the range of 1360-1400 K. 16. Werkwijze volgens ten minste één der conclusies 12-15, waarbij de druk gekozen werd bij ca. ÏCP - 10® Pa, bij voorkeur in het gebied 104 - 105 Pa.The method according to at least one of claims 12-15, wherein the pressure was selected at about IC 10-10 Pa, preferably in the range 104-105 Pa. 17. Werkwijze volgens ten minste één der voorgaande conclusies, waarbij de poreuze koolstof wordt verschaft in een voorgevormd extrudaat en/of granulaat.A method according to at least one of the preceding claims, wherein the porous carbon is provided in a preformed extrudate and / or granulate. 18. Werkwijze volgens ten minste één der voorgaande conclusies, waarbij de residuele kool wordt verwijderd door middel van oxydatie, vanaf een temperatuur van bijvoorbeeld ongeveer 700 K.The method of at least one of the preceding claims, wherein the residual carbon is removed by oxidation, from a temperature of, for example, about 700 K. 19. Poreus siliciumcarbide met een BET-oppervlak van ten minste ongeveer 50 m2/g, een mesoporeus (t) oppervlak van ten minste ongeveer 43 m2/g, en in hoofdzaak cylindervormige poriën met een vrijwel vlakke poriedistributie over het gebied van 1 tot 100 nm.19. Porous silicon carbide with a BET surface area of at least about 50 m2 / g, a mesoporous (t) surface area of at least about 43 m2 / g, and substantially cylindrical pores with an almost flat pore distribution over the range of 1 to 100 nm.
NL9300816A 1993-05-12 1993-05-12 Method of preparing a porous silicon carbide NL9300816A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9300816A NL9300816A (en) 1993-05-12 1993-05-12 Method of preparing a porous silicon carbide

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL9300816A NL9300816A (en) 1993-05-12 1993-05-12 Method of preparing a porous silicon carbide
NL9300816 1993-05-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
NL9300816A true NL9300816A (en) 1994-12-01

Family

ID=19862389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NL9300816A NL9300816A (en) 1993-05-12 1993-05-12 Method of preparing a porous silicon carbide

Country Status (1)

Country Link
NL (1) NL9300816A (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4377563A (en) * 1979-11-22 1983-03-22 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Method of preparing silicon carbide
FR2592399A1 (en) * 1985-12-30 1987-07-03 Us Energy PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF SILICON CARBIDE TRICHITES IN WHICH A METAL CATALYST IS USED.
EP0310265A1 (en) * 1987-09-30 1989-04-05 The Standard Oil Company Formation of fibrous silicon carbide and silicon nitride
EP0313480A1 (en) * 1987-10-19 1989-04-26 Pechiney Electrometallurgie Method for the production of silicon carbide with a high specific surface and its use in high-temperature catalytic reactions
US4971834A (en) * 1989-06-29 1990-11-20 Therm Incorporated Process for preparing precursor for silicon carbide whiskers

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4377563A (en) * 1979-11-22 1983-03-22 Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha Method of preparing silicon carbide
FR2592399A1 (en) * 1985-12-30 1987-07-03 Us Energy PROCESS FOR THE MANUFACTURE OF SILICON CARBIDE TRICHITES IN WHICH A METAL CATALYST IS USED.
EP0310265A1 (en) * 1987-09-30 1989-04-05 The Standard Oil Company Formation of fibrous silicon carbide and silicon nitride
EP0313480A1 (en) * 1987-10-19 1989-04-26 Pechiney Electrometallurgie Method for the production of silicon carbide with a high specific surface and its use in high-temperature catalytic reactions
US4971834A (en) * 1989-06-29 1990-11-20 Therm Incorporated Process for preparing precursor for silicon carbide whiskers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4851206A (en) Methods and compostions involving high specific surface area carbides and nitrides
US7902104B2 (en) Divided solid composition composed of grains provided with continuous metal deposition, method for the production and use thereof in the form of a catalyst
RU2004101769A (en) METHOD FOR SELECTIVE OBTAINING ORDERED CARBON NANOTUBES IN A BOILING LAYER
Vannice et al. The preparation and use of high surface area silicon carbide catalyst supports
JPS60216844A (en) Silver catalyst for producing ethylene oxide
JPS61222538A (en) Catalyst particle
Osaki et al. Catalyst performance of MoS2 and WS2 for the CO2-reforming of CH4 suppression of carbon deposition
JPH03501721A (en) Method for producing heavy metal carbide with high specific surface area
Chen et al. The morphology, porosity and productivity control of carbon nanofibers or nanotubes on modified activated carbon
Guerrero-Ruiz et al. The role of nitrogen and oxygen surface groups in the behavior of carbon-supported iron and ruthenium catalysts
EP1782885A1 (en) Carbon nanotubes supported cobalt catalyst for converting synthesis gas into hydrocarbons
NL9300816A (en) Method of preparing a porous silicon carbide
US4690777A (en) Production of synthesis gas
Moene et al. Nickel-catalyzed conversion of activated carbon extrudates into high surface area silicon carbide by reactive chemical vapour deposition
EP0082222B1 (en) Catalytic process for converting carbon monoxide to a high energy gas
AU732485B2 (en) Thin ceramic coatings
KR920701535A (en) Transition Metal Carbide and Nitride Whiskers Grown by Chemical Vapor Deposition (CVD)
EP0100202B1 (en) Process for the production of hydrocyanic acid from carbon monoxide and ammonia
JP2007501699A (en) Catalytic reduction and oxidation process
FR2826596A1 (en) Preparation of particles of a supported metallic catalyst by chemical vapour phase deposition, useful for selective manufacture of carbon nanotubes of pre-determined dimensions
Moene et al. Novel application of catalysis in the synthesis of catalysts
NL7811278A (en) METHOD FOR PROCESSING NITROGEN CONTAINING NATURAL GAS.
RU2111164C1 (en) Method of preparing sulfur
US20050169835A1 (en) Process for the treatment of methane/carbon dioxide mixtures
Waghray et al. Diffusion effects in the hydrogenation of 3-methyl crotonaldehyde over zeolite-supported Ru

Legal Events

Date Code Title Description
A1B A search report has been drawn up
BV The patent application has lapsed