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DE2802846A1 - Poroese kohlenstofftraegermaterialien, ihre herstellung und ihre verwendung - Google Patents

Poroese kohlenstofftraegermaterialien, ihre herstellung und ihre verwendung

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Publication number
DE2802846A1
DE2802846A1 DE19782802846 DE2802846A DE2802846A1 DE 2802846 A1 DE2802846 A1 DE 2802846A1 DE 19782802846 DE19782802846 DE 19782802846 DE 2802846 A DE2802846 A DE 2802846A DE 2802846 A1 DE2802846 A1 DE 2802846A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
carbon
materials
oil
content
cokes
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19782802846
Other languages
English (en)
Inventor
Heinz Dipl Ing Goetz
Klaus Prof Dipl Chem Dr Unger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
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 Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Priority to DE19782802846 priority Critical patent/DE2802846A1/de
Priority to GB7902006A priority patent/GB2013166B/en
Priority to FR7901333A priority patent/FR2415075A1/fr
Priority to JP563979A priority patent/JPS54112393A/ja
Priority to US06/005,741 priority patent/US4225463A/en
Publication of DE2802846A1 publication Critical patent/DE2802846A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/30—Active carbon
    • C01B32/354—After-treatment
    • C01B32/378—Purification

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Description

Merck Patent Gesellschaft 19. Januar 19 78
mit beschränkter Haftung
Darmstadt
Poröse Kohlenstoffträgermaterialien, ihre Herstellung und ihre Verwendung
Die Erfindung betrifft poröse Kohlenstoffträgermaterialien, die für die Chromatographie, insbesondere die Hochdruckflussigchromatographie (HPLC) geeignet sind.
In der HPLC werden heute bevorzugt Trägermaterialien auf Basis von Kieselgel verwendet, da diese sowohl eine poröse Gerüststruktur mit ausreichend großer Oberfläche als auch eine ausreichende mechanische Stabilität besitzen, um den bei der HPLC verwendeten hohen Drücken von bis zu mehreren 100 bar standhalten zu können. Um die für spezielle Trennprobleme unbedingt erforderliche unpolare Oberfläche zu erhalten, wurden chemische Modifizierungen dieser Kieselgele durchgeführt, um die an sich stark polare Oberfläche der Kieselgele durch unpolare Gruppen abzudecken.
Der Nachteil dieser Trägermaterialien besteht neben der möglicherweise nicht vollständigen Abdeckung der polaren r Gruppen vor allem in der geringen Beständigkeit der Trägermaterialien auf Kieselgelbasis gegen wässerige Fließmittel, vor allem solche mit erhöhtem pH-Wert.
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28Ü2S45
Es wurde nun bereits erkannt, daß Kohlenstoff, insbesondere in Form von Graphit, zumindest in bezug auf die geringe Polarität und die hohe chemische Stabilität ein gut geeignetes Material für die HPLC darstellen sollte. Aufgrund der sehr geringen mechanischen Stabilität kann jedoch Graphit nicht unmittelbar als Trägermaterial in der HPLC eingesetzt werden.
Versuche, Kohlenstoffträgermaterialien mit ausreichender mechanischer Festigkeit herzustellen, zielten bisher in zwei Richtungen.'Einmal wurde versucht, die als lose, mechanisch instabile Agglomerate von Mikropartikeln vorliegenden Ruße durch Abscheidung vom Pyrokohlenstoff, der z.B. bei der Pyrolyse von Benzol entsteht, zu verfestigen. Bei einem zweiten Verfahren wird makroporöses SiIiolumdioxid ebenfalls mit Pyrokohlenstoff durch Pyrolyse von Benzol beschichtet. Durch diese in beiden Fällen gleiche Beschichtung mit Pyrokohlenstoff kann jedoch die Grundstruktur des jeweiligen Trägers, d.h. in einem Fall das mechanisch instabile Rußagglomerat und im anderen Fall das gegen bestimmte Fließmittel instabile SiO2/ nur kaschiert und nicht grundsätzlich verändert werden. Dazu kommt, daß diese Art der Beschichtung ein sehr aufwendiges und nur in kleinen Chargen durchführbares Verfahren darstellt.
Es bestand also die Aufgabe, ein poröses Kohlenstoffträgermaterial für die Chromatographie zu finden, das eine unpolare und ausreichend große Oberfläche besitzt, mechanisch stabil ist und einfach und preiswert herzustellen ist.
Diese Aufgabe wurde durch die vorliegende Erfindung gelöst.
überraschenderweise wurde nämlich gefunden, daß sich bestimmte Aktivkohlen und bestimmte Kokse sehr gut als Aus-
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QRSGlMAL !HSPECTED
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gangsmaterialien zur Herstellung von unpolaren Kohlenstoff trägermaterialien eignen. Die Verwendung dieser Ausgangsmaterialien lag nicht nahe, da Aktivkohlen und Koksa in der Regel nur einen Kohlenstoffgehalt von etwa 80 bis 90 % besitzen und aufgrund des hohen Anteils an Fremdstoffen und Verunreinigungen eine sehr heterogene, polare Oberfläche besitzen. Es wurde jedoch gefunden, daß durch eine Reihe von Verfahrensschritten diese Verunreinigungen selektiv entfernt werden können und eine unpolare graphitierte Oberfläche erhalten werden kann, ohne daß sich dabei die Teilchengröße des Ausgangsmaterials ändert oder die poröse Gerüststruktur zerstört wird oder nennenswerte Einbußen an Härte bzw. mechanischer Stabilität hingenommen werden müssen. Dies erstaunt umso mehr, als nach dem erfindungsgemäßen Ver~ fahren bis zu etwa 20 % der Substanz des Ausgangsmaterials entfernt werden.
Gegenstand der Erfindung ist demgemäß ein Verfahren zur Herstellung von porösen Kohlenstoffträgermaterialien, das dadurch gekennzeichnet ist, daß harte Aktivkohlen oder Kokse mit einer
Λυ Teilchengröße von etwa 5 bis etwa 50 ,um und einer spezifi-
sehen Oberfläche von etwa 10 bis etwa 1000 m /g ein- oder mehrfach mit Lösungsmitteln behandelt und anschließend einer thermischen Behandlung bei Temperaturen zwischen etwa 2400 und etwa 3000° C unter Inertgasatmosphäre unterworfen v/erden.
Gegenstand der Erfindung sind auch harte, mechanisch stabile, poröse Kohlenstoffträgermaterialien auf Basis hochgereinigter Aktivkohlen und/oder Kokse, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie Kohlenstoffgehalt von mindestens 99 %, eine
2 spezifische Oberfläche von etx^a 1 bis etwa 5 m /g und eine Teilchengröße von etwa 5 bis etwa 50 /Um besitzen.
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Schließlich ist auch Gegenstcinci der Erfindung, die Verwendung dieser Kohlenstoffträgermaterialien in der Chromatographie.
Die Vorteile des Anmeldungsgegcnstandes gegenüber dem Stand der Technik liegen vor allem darin, daß die erfindungsgernäßen Trägermaterialien extrem druckstabil sind. So beobachtet man z.B. bei Untersuchungen des Durchflußverhaltens von Kolonnen, die mit den erfindungsgemäßen Trägermaterialien gefüllt sind, eine lineare Abhängigkeit des Durchflußes ( ml/min) vom Druck bis hinauf zu Drücken von 400 bar und darüber. Dies zeigt, daß die Trägermaterialien selbst bei diesen extremen Belastungen noch keinerlei Kompressibilität zeigen. Eine solche Stabilität ist bei den Kohlenstoffträgermaterialien nach dem Stand der Technik bisher nicht möglich gewesen.
Ein v/eiterer Vorteil liegt in der einfachen und preiswerten Herstellung aus gut und in großen Mengen zugänglichen Ausgangsmaterialien.
Als Ausgangsmaterialien eignen sich nämlich überraschenderweise bestimmte Kokse und Aktivkohlen. Dies ist insofern überraschend, als sowohl Aktivkohlen als auch Kokse sehr heterogene Stoffe darstellen, die zwar zum überwiegenden Teil aus Kohlenstoff bestehen, daneben jedoch noch bis zu 20 % an Verunreinigungen wie z.B. Silikate, Kohlenwasserstoffe oder andere organische und mineralische Verunreinigungen enthalten und aufgrund der dadurch bedingten stark polaren Oberfläche nicht für chromatographische Trennungen geeignet sind.
Kokse sind bekanntlich Materialien, die durch Erhitzen unter Luftabschluß aus Steinkohlen gewonnen werden. Auch Aktiv-
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kohlen werden normalerweise aus Steinkohle hergestellt. Die Aktivierung geschieht dabei durch Verfahren wie z.B. Verkokung, partielle Oxidation durch Erhitzen bei niedrigen Temperaturen oder durch eine Aktivierung durch oxidierende Gase (wie z.B. O2, C0„, H2O) oder in Lösung. Nähere Angaben über die Herstellung finden sich z. B. in J.S. Mattson und H.B. Mark, Jr., Activated Carbon, Marcel Dekker, New York, 1971.
Als Ausgangsiviaterialien besonders geeignet sind Kokse und Aktivkohlen, die einen geringen Anteil an Mikroporen und eine spezifische Oberfläche von etwa 10 bis etwa
2
1000 m /g besitzen. Kokse mit diesen Eigenschaften können nach bekannten Verfahren aus Steinkohlen und Anthrazitkohlen hergestellt werden bzw. nach diesen Kriterien aus dem vielfältigen Angebot ausgesucht werden. Aktivkohlen, die diese Merkmale aufweisen und auch über die notwendige Härte verfügen, sind z.T. käuflich erhältlich, wie z.B. der LR Koks der Bergbauforschung, Essen, oder können nach bekannten Verfahren hergestellt v/erden.
Die Ausgangsmaterialien können ohne weiteres auf kleine Teilchengrößen zermahlen werden, und es können danach durch Kornfraktionierung Chargen mit beliebiger Teilchengröße gewonnen werden. Bevorzugt werden dabei Teilchengrößen zwischen etwa 5 ,um und etwa 50 ,um, wobei vorzugsweise enge Korngrößenfraktionen hergestellt werden, z.B. von 5 bis 10 ,um oder von 10 bis 20 ,um oder von 20 bis 30 .um.
Diese zermahlenen und klassierten Teilchen weisen zwar eine große Härte auf, sind jedoch für chromatographische Trennungen völlig ungeeignet, da sie noch alle Verunreinigungen enthalten und daher eine heterogene, polare Oberfläche be-
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sitzen. Erfindungsgemäß können diese Verunreinigungen durch eine Behandlung mit Lösungsmitteln und anschließendes Tempern bei hohen Temperaturen praktisch vollständig entfernt werden.
Bei der Behandlung mit Lösungsmitteln kann sowohl ein Herauslösen (Extraktion) von Verunreinigungen erfolgen, als auch eine chemische Umwandlung von Verunreinigungen in lösliche und/oder flüchtige Verbindungen, die dann ihrerseits herausgelöst oder verflüchtigt werden können. An das Zermahlen und Klassieren schließt sich deshalb eine Behandlung mit wässerigen und/oder organischen Lösungsmitteln an. Zum Beispiel kann eine mehrtägige Extraktion mit demineralisiertem Wasser und eine anschließende Extraktion mit Aceton oder Xylol erfolgen.
Geeignet sind im Prinzip alle Lösungsmittel, die in der Lage sind, die enthaltenen organischen und mineralischen Verunreinigungen aus den als Ausgangsmaterial verwendeten Koksen und Aktivkohlen zu entfernen. Neben Wasser sind dies vor allem auch wässerige Säuren, z.B. Salzsäure, Schwefelsäure, Salpetersäure oder Flußsäure und Laugen, z.B. Katronlauge, Kalilauge oder Ammoniak.
Nicht wasserlösliche Bestandteile werden am besten mit Hilfe organischer Lösungsmittel entfernt. Als solche kommen z.B. in Frage aromatische und aliphatische Kohlenwasserstoffe wie z.B. Benzol, Toluol, Xylol, Heptan, Hexan, Cyclohexan oder Petroläther; Ester wie z.B. Äthylacetat oder Butylacetat; Ketone wie z.B. Aceton oder Methyläthy!keton; Säuren wie z.B. Ameisensäure oder Essigsäure; Basen wie z.B. Pyridin, Morpholin oder Triäthylamin .und andere organische Lösungsmittel wie z.B. Schwefelkohlenstoff, Acetonitril, Dimethyl-
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formamid, Dimethylsulfoxid oder SuIfolan. Die verwendeten Lösungsmittel und Lösungsmittelmengen sind nicht kritisch. Durch einfaches Ausprobieren können die für das eingesetzte Ausgangsmaterial jeweils günstigsten Lösungsmittel ermittelt werden.
Besonders vorteilhaft ist jedoch zunächst ein Auskochen mit etwa 20 %icrer Salzsäure und anschließend ein 3 bis Smaliges Abrauchen mit Flußsäure. Bei dieser Behandlung steigt der Kohlenstoffgehalt der Materialien beträchtlich an, z.B. von etwa 80 auf etwa 90 %. Trotz des stark erhöhten Kohlenstoffanteils sind die Produkte noch immer polar und daher auch in dieser Form noch nicht für die Verwendung als chromatographisches Trennmaterial geeignet.
Das so vorbehandelte Material erhält seine optimalen Eigenschaften durch ein Tempern, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen etwa 2400 und 3000° C. Bei dieser Behandlung, bei der alle noch vorhandenen flüchtigen Bestandteile entfernt werden, steigt der Kohlenstoffgehalt der Produkte noch einmal beträchtlich an und erreicht Werte von über 99 %. Es ist dabei natürlich darauf zu achten, daß bei dieser Behandlung weder Sauerstoff noch andere oxidierende Gase zugegen sind. Es wird deshalb in einer Inertgasatmosphäre gearbeitet, z.B. unter Stickstoff oder Edelgasen. Argon ist dabei bevorzugt.
Die Dauer dieser Behandlung hängt von der angewendeten Temperatur ab. Bei den bevorzugten Temperaturen zwischen etwa 2400 und etwa 3000° C reicht eine Zeit von etwa 1 bis etwa 2 Stunden aus. Die Gesamtverweildauer im Ofen
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hängt davon ab, wie schnell die vorgegebene Temperatur erreicht wird, d.h. von der Leistungsfähigkeit des Ofens. Als öfen wird man in der Regel elektrische Öfen wie z.B. Induktionsöfen verwenden.
überraschenderweise behalten die Materialien bei diesen ganzen Behandlungen die zu Beginn des Verfahrens durch das Mahlen und Klassieren festgelegte Größe und Form. Dies ist erstaunlich, da das Material bei dem Verfahren bis zu etwa 20 % an Gewicht verliert und auch die spezifische
2 Oberfläche von zunächst 10 bis 1000 m /g auf etwa 1 bis
ο
5 in /g zurückgeht. Die Produkte sind sehr fest, wodurch eine Druckstabilität bis zu Drücken von weit über 400 bar errreicht wird und sind praktisch frei von Mikroporen, die das chromatographische Trennverfahren ungünstig beeinflußen könnten.
Die Produkte besitzen eine homogene und unpolare Oberfläche und weisen eine gute chromatographische Aktivität gegenüber in polaren Eluentien gelösten Kohlenwasserstoffen auf. Auch dies ist erstaunlich, da die Produkte nur eine spezifische Oberfläche von etwa 1 bis 5 m /g aufweisen, während z.B.
reversed phase-Trägermaterialien auf Basis von Kieselgel
2 Oberflächen im Bereich von 100 bis 300 m /g aufweisen und auch die Rußagglomerate nach dem Stand der Technik noch
2 spezifische Oberflächen von 10 bis 70 m /g besitzen.
überraschend war ebenfalls, daß die Kapazitätsfaktoren von untersuchten unpolaren Probesubstanzen bei der Verwendung z.B. eines Methanol/Wasser-Gemisches mit steigendem Wassergehalt exponentiell anstiegen, wobei der Anstieg der Kurven für unterschiedliche Substanzen verschieden war.
Das bedeutet, daß durch eine einfache Variation der Eluenszusammensetzung Unterschiede in den Selektivitätskoeffi-
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zienten (d.h. dem Verhältnis der Kapazitätsfaktoren zweier Probezubstanzen) erzielt werden können und damit chromatographische Trennungen erreicht werden können.
Die Produkte können außer durch den Kohlenstoffgehalt und die spezifische Oberfläche noch zusätzlich charakterisiert werden durch ihr spezifisches Porenvolumen, die Porosität, den mittleren Porendurchmesser und ihre Heliumdichte.
Dabei liegen die Porenvolumina der erfindungsgemäßen Produkte zwischen etwa 0,05 und etwa 0,2 ml/g, bevorzugt sind Werte von etwa 0,05 bis etwa 0,1 ml/g. Aus diesen Porenvolumina ergeben sich Porositäten, die bei etwa 10 bis 25 % vorzugsweise bei 10 bis 15 % liegen.
Durch das Tempern bei hohen Temperaturen, nimmt die Dichte der erfindungsgemäßen Produkte zu und erreicht Werte, die mit. etwa 1,8 bis 2,1 g/cm in die Nähe der Dichte von reinem Graphit (2,26 g/cm ) kommen. Auch der mittlere Porendurchmesser nimmt bei dem Herstellungsverfahren geringfügig zu und liegt bei den Produkten zwischen etwa 10 und etwa 100 A. Der Porendurchmesser der erfindungsgemäßen Produkte kann durch entsprechende Auswahl der Ausgangsmaterialieii jezielt variiert werden und liegt vorzugsweise zwischen etwa 20 und etwa 50 A. Durch diesen im Bereich der sogenannten Mesoporen liegenden mittleren Porendurchmesser und das Fehlen von wesentlichen Anteilen von Mikroporen besitzen die erfindungsgemäßen Produkte ausgezeichnete chromatographische Eigenschaften.
Durch die vorliegende Erfindung ist es daher möglich, aus leicht und preiswert zugänglichen Ausgangsmaterialien durch ein auch großtechnisch durchführbares Verfahren wertvolle Trigermaterialien für die Chromatographie zu gewinnen, die
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sich vor allem durch ihre große Härte und die damit verbundene Druckstabilität und die vollkommene Inertheit gegenüber wässerigen Lösungen auch bei pH-Werten von über 9 auszeichnen und dabei durch ihre homogene, unpolare Oberfläche eine selektive Verzögerung und damit Auftrennung von Probesubstanzen ermöglichen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einiger nicht limitierender Beispiele für die Herstellung und Anwendung der erfindungsgemäßen Produkte erläutert.
Dabei wurde die Dichte mit Hilfe eines Heliumpyknomciters der Firma Beckmann, Modell 930, gemessen.
Die spezifischen Oberflächen wurden nach der BET-Methode (Brunauer, Emmet und Teller, Journal of the American Chemical Society, Band 60, Seite 309, 1938) bestimmt mit Stickstoff als Adsorptiv und das Porenvolumen nach der Methode von L. Gurwitsch, beschrieben in Journal of the Physical Chemical Society, Band 47, Seite 805, 1915.
Der mittlere Porendurchmesser ergibt sich aus dem Maximum der differentiellen Porenvolumenverteilung (C. Pierce, Journal of Physical Chemistry, Band 57, Seite 149, 1953).
Die Porosität P kann aus der Heliumdichte (5S/) und der scheinbaren Dichte (3 s) nach der Formel
P « (1 - ff ) .100 f%J berechnet werden.
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- 12 -
Beispiel 1 (Träger Nr. 1)
Aus einem Steinkohlenkoks mit folgenden Daten
Kohlenstoffgehalt 81,8 %
Wasserstoffgehalt 1,1 %
Stickstoffgehalt 0,15 %
Rückstand 10,9 %
spezifische Oberfläche S
nach BET 64 m2/g
Porosität P 36,4 %
wurden durch Zermahlen und anschließende Fraktionierung 36 g einer Teilchengrößenfraktion im Bereich von 7 bis 13 ,um gewonnen und in 600 g 20 %iger wässeriger Salzsäurelösung 72 Stunden lang ausgekocht, wobei die Salzsäurelösung mehrmals erneuert wurde. Nach dem Trocknen bei 200° C wurde dreimal mit 50 g konzentrierter wässeriger Flußsäurelösung bis zur Trockne abgeraucht und anschließend mit heißer 0,1 normaler Natronlauge gewaschen. Die Analyse des so aufbereiteten Materials ergab folgende Werte:
Kohlenstoffgehalt 90,6 %
Wasserstoffgehalt 0,93 %
Stickstoffgehalt 1,40 %
Aschegehalt 3,80 %
spezifische Oberfläche S
nach BET 37 m2/g
spezifisches Porenvolumen Vp O,O8 ml/g
Porosität P 12,2 %
mittlerer Porendurchmesser D 36 8
Heliumdichte 1,79 g/ml
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4740 (2211) öl
Anchließend wurde das Produkt bei 2800° C unter einem Argondruck von 100 irun Hg 2 Stunden getempert. Die Analyse des Endprodukts (Träger Nr. 1) ergab folgende Werte:
Kohlenstoffgehalt 99,5 %
Wasserstoffgehalt 0,11 %
Stickstoffgehalt 0 %
Aschegehalt 0 %
spezifische Oberfläche S nach BET 2,3 m2/g
spezifisches Porenvolumen Vp 0,06 ml/g
Porosität P 11,2 %
mittlerer Porendurchmesser D 30 S
Heliumdichte 2,10 g/ml
Beispiel 2 (Träger Nr. 2)
Aus dem in Beispiel 1 verwendeten Ausgangsmaterial wurde durch Zermahlen und Sedimentation in Isopropanol eine Teilchengroßenfraktion von 5 bis 23 ,um gewonnen. Dieses Material wurde wie in Beispiel 1 beschrieben behandelt. Die Analyse des Endproduktes (Träger Nr. 2) ergab:
Kohlenstoffgehalt 99,3 % % % % g/ml
Wasserstoffgehalt 0,23 %
Stickstoffgehalt 0 m2/g
Aschegehalt 0 ml/g
spezifische Oberfläche S nach BET 3,0
spezifisches Porenvolumen Vp 0,08
Porosität P 14,4
mittlerer Porendurchmesser D 45 8
Heliumdichte 2,11
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0705 (2211) öl
- 14 Beispiel 3 (Träger Nr. 3)
Es wurde wie im Beispiel 2 verfahren, nur wurde nicht bei 2800° C, sondern 2 Stunden bei 2400° C getempert. Die Analyse des Endproduktes (Träger Nr. 3) ergab:
Kohlenstoffgehalt 99,7 %
Wasserstoffgehalt 0,31 %
Stickstoffgehalt 0 %
Aschegehalt 0 %
spezifische Oberfläche S
nach BET 1,44 m2/g
spezifisches Porenvolumen Vp 0,05 ml/g
Porosität P 9,3 %
mittlerer Porendurchmesser D 4O 8
Heliumdichte 2,06 ml/g
Beispiel 4 (Träger Nr. 4)
Eine durch Wasserdampfaktivierung aus Steinkohle hergestellte Aktivkohle mit einer mittleren Teilchengröße von 5 bis 23 ,um und den folgenden Analysedaten
Fohlenstoffgehalt 90,2 % % %
Wasserstoffgehalt 0,64 %
Stickstoffgehalt 0,05 /g
Aschegehalt 3,3 ml/g
spezifische Oberfläche S
nach BET 645 m2
spezifisches Porenvolumen Vp 0,94 g/ml
Porosität P 65 %
mittlerer Porendurchmesser D 21 δ
Heliumdichte 2,11
wurde wie im Beispiel 1 beschrieben behandelt, wobei ein
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Produkt (Träger Nr. 4) mit den folgenden Daten erhalten wurde:
Kohlenstoffgehalt 99,6 %
Wasserstoffgehalt 0,39 %
Stickstoffgehalt 0 %
Aschegehalt 0,2 %
spezifische Oberfläche S
nach BET 3,18 m2/g
spezifisches. Porenvolumen Vp 0,17 ml/g
Porosität P 23,8 %
mittlerer Porendurchmesser 39 8
Heliumdichte 1,84 g/ml
Anwendungsbeispiel A
An einer mit dem Träger Nr. 1 (Beispiel 1) gepackten Säule wurde eine Trennung von homologen Benzolderivaten innerhalb von weniger als 6 Minuten durchgeführt.
Bedingungen:
Eluens Methanol-Wasser 55/45 Volumenteile
Kolonne L = 25 cm, i.D. = 4 mm
lineare Eluensgeschwin- 2,60 mm/sec digkeit
Druck 300 bar
Detektor UV 254 nm
Die Komponenten und ihre Retentionszeiten:
Benzol 2,35 min
Toluol 2,83 min
Ethylbenzol 3,41 min
Isopropylbenzol 3,84 min
tert.-Butylbenzol 4,51 min
1-Methylstyrol 5,14 min
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(2211) öl
Anwendungsbeispiel B
An einer mit dem Träger Nr. 3 (Beispiel 3) gepackten Säule wurde eine Trennung von Naphthalinderivaten innerhalb von weniger als 8 Minuten durchgeführt.
Bedingungen:
Eluens
Kolonne lineare Eluensgeschwindigkeit Druck Detektor
Methanol-Wasser 55/45 Volumenteile L = 25 cm, i.D. = 4 mm 5,20 mm/sec
159 bar UV 254 ran
Die Komponenten und ihre Retentionszeiten:
Benzol · 0,82 min
Naphthol-1 0,98 min
Naphthalin 1,26 min
1-Methylnaphthalin 2,18 min
1-Bromnaphthalin 3,74 min
2,3-Dimethylnaphthalin 7,27 min
Anwendungsbeispiel C
An einer mit dem Träger Nr. 1 gepackten Säule wurde innerhalb von 6 Minuten eine Trennung von Phthalsäureestern (Weichmacher) durchgeführt.
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- 17 Bedingungen:
Eluens Methanol/Wasser 80/20 Volumen-
teile
Kolonne L = 25 cm, i.D. = 4 mm
lineare Eluensgeschwin- 4,39 mm/sec digkeit
Detektor UV 254 mn
Die Komponenten und ihre Retentionszeiten:
Phthalsäuredimethylester 1,18 min Phthalsäurediallylester 1,48 min Phthalsäuredibutylester 2,51 min Phthalsäuredicyclohexylester 3,71 min Phthalsäurebisbutylglykolester 4,18 min Phthalsäurebenzylbutylester 5,70 min
Anwendungsbeispiel D
An einer mit dem Träger Nr. 1 gepackten Säule wurde innerhalb von weniger als 6 Minuten eine Trennung von Pharmawirkstoffen durchgeführt,
Bedingungen:
Eluens Methanol/Wasser 80/20 Volumen
teile
eingestellt auf einen pH von 11.22 mit Na2CO3 2.0 mmol/1
H3BO3 °·2 1^01/1
Kolonne L = 25 cm, i.D. = 4,0 mm
lineare Eluensgeschwin- 3,53 mm/sec
digkeit
Druck 300 bar
Detektor UV 254 nm
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Die Komponenten und ihre Retentionszeiten:
Codein
Diazepoxid
Anaesthesin
Theobromin
Strychnin
Coffein
1,48 min 1,72 min 2,07 min 2,65 min 3,68 min 5,45 min
(2211) öl
9O983O/037t

Claims (4)

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von porösen Kohlenstoffträgermaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß harte Aktivkohlen oder Kokse mit einer Teilchengröße von etwa 5 bis etwa 50 ,um. und einer spezifischen Ober-
fläche von etwa 10 bis etwa 1000 in /g ein- oder mehrfach mit Lösungsmitteln behandelt und anschließend einer thermischen Behandlung bei Temperaturen zwischen etwa 2400 und etwa :
unterworfen werden»
etwa 2400 und etwa 3000° C unter Inertgasatmosphäre
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der thermischen Behandlung eine Extraktion mit wässerigen Säuren und anschließend ein wiederholtes Abrauchen mit Flußcäure durchgeführt wird.
'•5
3. Harte, mechanisch stabile poröse Kohlenstoffträgermaterialien auf Basis hochgereinigter Aktivkohlen und/oder Kokse, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Kohlenstoffgehalt von mindestens 99 %, eine spezifische Oberfläche
2
von etwa 1 bis etwa 5 m /g und eine Teilchengröße von etwa 5 bis etwa 50 ,um besitzen.
4. Verwendung der Kohlenstoffträgermaterialien nach Anspruch 3 in der Chromatographie.
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(2211) öl
DE19782802846 1978-01-23 1978-01-23 Poroese kohlenstofftraegermaterialien, ihre herstellung und ihre verwendung Withdrawn DE2802846A1 (de)

Priority Applications (5)

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DE19782802846 DE2802846A1 (de) 1978-01-23 1978-01-23 Poroese kohlenstofftraegermaterialien, ihre herstellung und ihre verwendung
GB7902006A GB2013166B (en) 1978-01-23 1979-01-19 Porous carbon support materials their preparation and use
FR7901333A FR2415075A1 (fr) 1978-01-23 1979-01-19 Materiaux de support de carbone poreux, leur obtention et leur application, notamment chromatographie
JP563979A JPS54112393A (en) 1978-01-23 1979-01-23 Porous carbon supporter* preparation thereof* and its application
US06/005,741 US4225463A (en) 1978-01-23 1979-01-23 Porous carbon support materials useful in chromatography and their preparation

Applications Claiming Priority (1)

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DE19782802846 DE2802846A1 (de) 1978-01-23 1978-01-23 Poroese kohlenstofftraegermaterialien, ihre herstellung und ihre verwendung

Publications (1)

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