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WO1997005944A1 - Oxygen sorbent and process for producing it - Google Patents

Oxygen sorbent and process for producing it Download PDF

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Publication number
WO1997005944A1
WO1997005944A1 PCT/DE1996/001414 DE9601414W WO9705944A1 WO 1997005944 A1 WO1997005944 A1 WO 1997005944A1 DE 9601414 W DE9601414 W DE 9601414W WO 9705944 A1 WO9705944 A1 WO 9705944A1
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WO
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lithium
oxygen
sorbents
complex
sorbent
Prior art date
Application number
PCT/DE1996/001414
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Grete Bach
Gudrun KÖTTER
Sinaida Tichonova Dimitrieva
Original Assignee
Ifn 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 Ifn Gmbh filed Critical Ifn Gmbh
Publication of WO1997005944A1 publication Critical patent/WO1997005944A1/en

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02Boron compounds
    • C07F5/04Esters of boric acids
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    • B01DSEPARATION
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    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
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    • C01B2210/0043Impurity removed
    • C01B2210/0045Oxygen

Definitions

  • the invention relates to sorbents for oxygen on the basis of a new class of substances not previously used for this application and to a process for their production which differs from the classical synthesis processes of this class of substances.
  • the sorbents are suitable as adsorbents for cleaning inert gas and can be regenerated after use
  • a method which has been known and used for a very long time is based on the use of metals and metal oxides which chemically bind the oxygen to be removed from a gas mixture. Very different metals can be used for this, with metals and metal oxides generally being applied to carrier materials.
  • Chromium (DE 1 657 129) or Geltem made of metal alloys (DE 3 926 015) requires high temperatures of up to 1000 ° C for effective cleaning, and a reduction of the foreign gases to less than 1 ppm is not possible in all of the processes mentioned, which means the pure ⁇ does not meet the purity gas requirements for many areas of application.
  • activated carbon as described in DE 3 825 725, or of molecular sieve cokes
  • molecular sieves have often been proposed (DE 3 632 995, DE 2 400492) in order to remove oxygen and other gaseous impurities from noble and inert gases.
  • molecular sieves generally only remove impurities that correspond to the respective pore volume of the zeolite. Multiple impurities can therefore only be removed using various molecular sieves or other sorbents, the production of which is complex and expensive and which necessitates complicated cleaning technology.
  • the absorption capacity of such metallic or oxidic sorbents is also not very high, so that regeneration is necessary in short periods of time.
  • a fundamental disadvantage of molecular sieve sorbents is also that it is only possible with great effort
  • lithium boron complexes have been described which are said to be suitable for the adsorption of carbon dioxide. They consist exclusively of B, lithium (or another alkali or alkaline earth metal) and oxygen and are intended for use in life-saving systems. They are based on the principle that the amounts of up to 30% of oxygen built into the structure of the lithium-boron complex as hydroxides, oxides, peroxides, superoxides or ozonides are deliberately exchanged for CO 2 if required. whereby oxygen is released. These systems, which can only be produced and used under extreme reaction conditions using ultra-high vacuum and which are also very unstable, are not suitable and are not intended for gas purification.
  • the invention is therefore based on the object of finding sorbents which overcome the disadvantages of the known sorption processes, have a considerably higher absorption capacity for trace impurities in comparison with known sorbents, which are simple to produce and use and whose sorption capacity is slightly different for different purposes can be adjusted
  • the object is achieved by using coordination complexes containing lithium and boron as sorbents, a class of substances which has been known for a long time (Hollemann-Wiberg, Textbook of Organic Chemistry, 91st-100th edition, Berlin , New York 1985, pp. 834/835), but has not previously been used for the removal of gaseous trace contaminants from inert gases.
  • the new sorbent class has surprisingly excellent application properties and far exceeds the absorption characteristics of known sorbent systems.
  • Complexes of the general formula Li [B (OX) J (lithium borates) and LifBXJ (lithium boranes) have proven to be particularly suitable for the application described.
  • X can be an alkyl substituent with a normal or iso structure, but also an aryl radical. Coordinating complexes of the structure given, in which X is an aryl radical, surprisingly show higher absorption capacities for impurities than complexes in which X are alkyl substituents. In the case of complexes with alkyl substituents, the sorption capacity decreases with increasing chain length and remains constant in the case of alkyl substituents with C numbers> 8. The use of sorbent complexes with alkyl substituents> C g H ] 7 is therefore not expedient. However, even for such complexes, the sorption capacity is still considerably above the values which are achieved with known sorbents, for example with molecular sieves
  • the coordination complexes of the general formulas Li [B (OX) J and LifBXJ can be used both as individual compounds and as mixtures of compounds of both types of complexes with the same or different substituents X, the mixture composition being chosen as desired can, without the sorption ability deteriorating.
  • a lithium-boron complex with fluorine substituents can also be used as a sorbent for the adsorption of trace impurities. It has an even greater absorption capacity than the lithium borate and lithium borane complexes.
  • All the sorbents mentioned can be easily regenerated by heating them to 250 ° C. If the thermal desorption is carried out in a vacuum at 0.02 - 0.05 Pa, the desorption temperature can be reduced to 150 - 180 ° C.
  • the lithium borate and lithium borane complexes retain their adsorption capacity over 12 - 15 use / regeneration cycles. LifBFJ has a practically unlimited service life and achieves a high adsorption capacity without any thermal preactivation.
  • the new sorbent class according to the invention has greatly improved adsorption properties compared to known sorbents. Their absorption capacity and the absorption speed are considerably higher, so that trace impurities can be removed from gases quickly and with a great depth of purification.
  • Another advantage of the new sorbent class is the simple manufacturing and regeneration technology.
  • a significant advantage over known sorbents is also the possibility of tailoring the properties of the sorbent to specific applications by using complex mixtures.
  • the sorbents according to the invention and their production methods are described below using examples.
  • the sample was again subjected to a vacuum at 20-25 ° C. in order to remove free gaseous and physically adsorbed oxygen.
  • the chemosorbed oxygen was expelled by slowly heating the sample (at a linear heating rate of 13-15 ° C./min at 230-250 ° C.
  • the amount of thermally desorbed oxygen was determined by gas chromatography and gravimetry. It was 0.225 g (0.007 mol ) O 2 , that is 45% by mass based on the weight of the sorbent.
  • the chemosorbed oxygen was heated to 220 ° C by slowly heating the sample at a linear heating rate of 13 - 15 ° C / min.
  • the amount of thermally desorbed oxygen was 0.192 g (0.006 mole), which is 20.64 mass% based on the weight of the sorbent.
  • the regenerated sorbent complex was subjected again to the chemoso ⁇ tion with oxygen under the conditions specified above after the thermodeso ⁇ tion.
  • the amount of thermally desorbed oxygen in the second So ⁇ tions- / Deso ⁇ tions cycle increased by 0.048 g (5.15%) and was 25.8% based on the mass of the sorbent complex.
  • 0.5 g (0.0011 mole) of the complex was first kept in a vacuum at 0.018-0.02 Pa and then exposed to an oxygen atmosphere at 20-25 ° C. under normal pressure in order to determine the oxygen uptake. After a holding time of 40 minutes, the complex sample was again kept in a vacuum at 23 ° C. in order to remove free and physically adsorbed oxygen. The chemosorbed oxygen was expelled by slowly heating the sample at a linear heating rate of 13-15 ° C./min at 245 ° C. The amount of thermally desorbed oxygen was 0.07 g (0.0022 moles), which is 11.68 mass% of the weight of the sorbent complex. The regenerated sorbent was subjected again to the chemoso ⁇ tion with oxygen under the conditions specified above after the thermodose.
  • the amount of thermally desorbed oxygen in the second So ⁇ tions-ZDeso ⁇ tions cycle increased to 0.023 g (3.87%) and was 15.73% based on the mass of the sorbent.
  • the amount of thermally desorbed oxygen was determined by gas chromatography to 0.122 g (0.0038 mole) O 2 , which is 15.25% based on the weight of the sorbent.
  • the thermal pretreatment of the sorbent in a vacuum at 120 ° C increased the oxygen chemoso ⁇ tion by 3.4%.
  • Example 4 Synthesis of lithium tert-butyl tributyl borate 2.0 g (0.025 mole) of tert-lithium butoxide (tert-C 4 H 9 Li) were introduced into a glass flask or a grinding bowl and were rapidly mixed or ground 5.75 g (0.025 mole) of boron tributyl oxide B (OC 4 H 9 ) 3 were added. The synthesis of the sorbent complex was carried out in a hermetic chamber in an argon or high-purity nitrogen atmosphere. The reaction proceeds with the development of heat. The reaction mixture is then heated to 42.degree. It changes into a solid monolithic block, which after a rest period of 1 - 1.5 hours when shaken, disintegrates into very fine crystals of white color.
  • tert-C 4 H 9 Li tert-lithium butoxide
  • the amount of thermally desorbed oxygen was 0.205 g (0.0064 mole), which is 20.67 mass% based on the weight of the sorbent.
  • the sorbent complex regenerated in this way was then subjected again to chemo-so ⁇ tion with oxygen under the conditions specified above and later heated again.
  • the amount of oxygen thermally sorbed in the second So ⁇ tions- / Deso ⁇ tions cycle increased by 0.038 g (3.8%) and was 24.47% based on the mass of the sorbent used.
  • the complex sample was then again held at 23 ° C under vacuum to remove excess oxygen and physically adsorbed oxygen.
  • the oxygen chemosorbed on the complex was expelled by slowly heating the sample in vacuo (0.03-0.04 Pa) to 170 ° C. over a period of 1.5 h - 2 h.
  • the amount of the thermally desorbed oxygen was 0.298 g (0.0093 moles), which is 25.25% based on the mass of the sorbent complex.
  • the thermal pretreatment of the sorbent in a vacuum at 1 15 ° C increased the oxygen chemoso ⁇ tion by 4.58% compared to the test without thermal test treatment.
  • the sorbent sample was again kept at 22 ° C. in a vacuum in order to remove free gaseous and physically adsorbed oxygen.
  • the chemo-sorbed oxygen was expelled by slowly heating the sample at a linear heating rate of 13 - 15 ° C / min to 240 ° C.
  • the amount of thermally desorbed oxygen was 0.168 g (0.0058 moles), which is 22.04% by mass based on the sorbent complex.
  • the amount of chemosorbed oxygen on the sorbent complex was determined by gas chromatography. 5
  • the regenerated sorbent complex was again chemo- so ⁇ tion subjected to oxygen under the conditions specified above.
  • Example 6 Synthesis of lithium-tert-butyltribenzylbor
  • a glass or porcelain reactor which was installed in a hermetic chamber
  • 5.68 g (0.02 moles) of tribenzylboron B (CJH 2 C 6 H J ) 3 were introduced and in addition 1.28 g (0.02 mole) of tert-butyllithium (C 4 H, Li) were added simultaneously in small batches, with constant mixing, using a metering device.
  • the reaction was carried out under an argon atmosphere. The reaction took place with the development of heat.
  • the temperature in the reaction zone was kept at 18-20 ° C. via the metering rate or by cooling the reactor.
  • a partial sample of the complex namely 0.696 g (0.002 moles), was subjected to a vacuum at 0.03 Pa and then kept in an oxygen atmosphere at 23 ° C. under normal pressure for 45 minutes. After the oxygen uptake, the complex sample was again kept in a vacuum at 23 ° C. in order to remove free gaseous and physically adsorbed oxygen.
  • the chemosorbed oxygen was expelled to 150 ° C. by slowly heating the sample at a linear heating rate of 13-15 ° C./min in a vacuum (0.02 Pa).
  • the amount of thermally desorbed oxygen was 0.16 g (0.05 mole), which is 23.0% by mass based on the mass of the sorbent.
  • the amount of chemosorbed oxygen on the sorbent complex was determined by gas chromatography.
  • the sorbent complex regenerated in the manner described was then subjected to a second chemoso ⁇ tion stage with oxygen under the conditions described above. No increase in the thermodesorbed oxygen was observed in the second desorption cycle.
  • the sorbent complex was stored either in vacuo or under argon.
  • thermodesorbed oxygen was 0.064 g (0.02 mole), which is 13.62% by mass. based on the mass of the sorbent complex.
  • the regenerated sorbent complex was again subjected to the chemoso ⁇ tion with oxygen under the conditions described above after the thermodeso ⁇ tion.
  • the amount of thermally desorbed oxygen increased in the second So ⁇ tions- / Deso ⁇ tions cycle by 0.06 g (1.08%) and was 14.7% of the mass of the sorbent complex.
  • Example 8 Synthesis of lithium boron tetrafluoride
  • the complex [BFJLi is a commercial product and was used without further pretreatment for the oxygen soapy.
  • a sample of the complex in an amount of 0.376 g (0.004 moles) was first kept under vacuum (0.025 Pa) and then exposed to an oxygen atmosphere at 22 ° C. for 45 minutes under normal pressure.
  • the complex was then kept under vacuum again in order to remove free gaseous oxygen and physically adsorbed oxygen.
  • the chemosorbed oxygen was then heated by slowly heating the sample to 240 ° C. at a linear heating rate of 13-15 ° C./min in the course of 1.5 hours.
  • the amount of thermally desorbed oxygen was determined by gas chromatography and was 0.256 g (0.08 mole), which is 68.1% of the mass of the sorbent complex.
  • the regenerated sorbent complex was again exposed to an oxygen chemoso ⁇ tion under the conditions described above.
  • the amount of thermosorbed oxygen did not change in the second absorption / deodorization cycle.
  • the suitability of the sorbents for eliminating oxygen from argon was tested under dynamic conditions.
  • 0.31 g (0.001 mole) of the complex was applied to a filter through which argon with an oxygen content of 0.2% by mass flowed over a period of 2-2.5 hours.
  • the oxygen sorbed on the complex was driven off by heating the sorbent to 150 ° C.
  • the amount of thermally desorbed oxygen was determined gravimetrically to be 0.019 g (0.0006 mole oxygen), which is 6% based on the mass of the sorbent complex.
  • the sorbent complex was tested again for its absorption effects for oxygen in the filtration of oxygen-containing argon under the conditions mentioned above.
  • the sorbed oxygen was expelled by heating the sorbent to 150 ° C and determined gravimetrically to 0.0248 g (0.0008 mole oxygen), which is 8% of the mass of the sorbent complex.
  • the filtered argon no longer contained any traces of oxygen which could be detected by gas chromatography.

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Abstract

The invention relates to sorbents capable of removing oxygen and other impurities from technical gases. The aim of the invention is to find sorbents which, by comparison with prior art sorbents like molar filters, metals and metal oxides or active charcoal, have considerably higher retaining capacities for trace impurities, are simple to produce and the sorption capacity of which can easily be adapted for various purposes. This aim can be achieved by the use as sorbents of lithium and boron-containing co-ordination complexes, suitable examples of which are especially those of the types Li[B(OX)4] (lithium borates) and Li[BX4] (lithium boranes), where X = n- and/or iso-CH3-C8H17 or C6H5, and Li[BF4] or mixtures of said complexes. Said complexes are produced in a solid-phase reaction at 45 - 50 °C and may be used as individual compounds or as mixtures of any individual compounds of said structure in any combination. Heat treatment at temperatures < 120 °C and pressures of 0.05-0.03 Pa increases the adsorption capacity. When used up, the sorbents can be generated by heating to 250 °C at normal pressure or to 150-180 °C and pressures of 0.02-0.05 Pa and re-used for gas purification.

Description

Sorbent für Sauerstoff und Verfahren zu seiner Herstellung Beschreibung Sorbent for oxygen and process for its manufacture Description
Die Erfindung betrifft Sorbenten für Sauerstoff auf der Basis einer neuen, bisher nicht fiir diese Anwendung eingesetzten Stofϊklasse und ein Verfahren zu ihrer Herstellung, das sich von den klassischen Syntheseverfahren dieser Stofϊklasse unterscheidet. Die Sorbenten sind als Adsorbens zur Reinigung von Inertgas geeignet und können nach dem Gebrauch wieder regeneriert werdeaThe invention relates to sorbents for oxygen on the basis of a new class of substances not previously used for this application and to a process for their production which differs from the classical synthesis processes of this class of substances. The sorbents are suitable as adsorbents for cleaning inert gas and can be regenerated after use
Zur Entfernung von Sauerstoff aus Gasgemischen benutzt man im wesentlichen zwei Metho¬ den. Eine bereits sehr lange bekannte und verwendete Methode beruht auf der Anwendung von Metallen und Metalloxiden, welche den aus einem Gasgemisch zu beseitigenden Sauer- stofif chemisch binden. Hierfür können sehr unterschiedliche Metalle eingesetzt werden, wo- bei Metalle und Metalloxide in der Regel auf Trägermaterialien aufgebracht werden.Essentially two methods are used to remove oxygen from gas mixtures. A method which has been known and used for a very long time is based on the use of metals and metal oxides which chemically bind the oxygen to be removed from a gas mixture. Very different metals can be used for this, with metals and metal oxides generally being applied to carrier materials.
Bekannt ist z.B. die Anwendung von fein verteiltem Kupfer und von Kupferoxid (DE 1 106 293, DE 1 544 007, DE 2 102 039), von Nickel (DD 224229) und Nickeloxid (DE 1 217348) sowie von Manganoxid (DE 1 667 129). Oxidische metallhaltige Reinigungs¬ massen müssen aber vor ihrer Anwendung im Wasserstoffstrom bei hohen Temperaturen ak- tiviert werden. Auch bei direkter Anwendung von Metallen wie Titan (DE 2 553 554),It is known e.g. the use of finely divided copper and copper oxide (DE 1 106 293, DE 1 544 007, DE 2 102 039), nickel (DD 224229) and nickel oxide (DE 1 217348) and manganese oxide (DE 1 667 129). However, oxidic metal-containing cleaning compositions must be activated at high temperatures before they can be used in a hydrogen stream. Even when directly using metals such as titanium (DE 2 553 554),
Chrom (DE 1 657 129) oder Geltem aus Metallegierungen (DE 3 926 015) werden hohe Temperaturen von bis zu 1000°C zur effektiven Reinigung benötigt, und bei allen genannten Verfahren ist eine Reduzierung der Fremdgase unter 1 ppm nicht möglich, was den Rein¬ heitsanforderungen an Reinstgase für viele Anwendungsgebiete nicht entspricht. Auch der Einsatz von Aktivkohle, wie in DE 3 825 725 beschrieben, oder von MolsiebkoksenChromium (DE 1 657 129) or Geltem made of metal alloys (DE 3 926 015) requires high temperatures of up to 1000 ° C for effective cleaning, and a reduction of the foreign gases to less than 1 ppm is not possible in all of the processes mentioned, which means the pure ¬ does not meet the purity gas requirements for many areas of application. The use of activated carbon, as described in DE 3 825 725, or of molecular sieve cokes
(DE 3 433 058, DD 133 195) führt nicht zu höheren Reinigungsgraden. Schließlich sind Mo¬ lekularsiebe häufig vorgeschlagen worden (DE 3 632 995, DE 2 400492), um Sauerstoff und andere gasförmige Verunreinigungen aus Edel- und Inertgasen zu beseitigen. Molsiebe besei¬ tigen aber in der Regel nur solche Verunreinigungen, die dem jeweiligen Porenvolumen des Zeoliths entsprechen. Mehrfachverunreinigungen können deshalb nur unter Einsatz verschie¬ dener Molsiebe oder anderer Sorbenten beseitigt werden, deren Herstellung aufwendig und teuer ist und eine komplizierte Reinigungstechnologie erforderlich macht. Auch ist die Auf¬ nahmekapazität solcher metallischer oder oxidischer Sorbenten nicht sehr hoch, so daß in kurzen Zeiträumen sich eine Regeneration erforderlich macht. Ein grundlegender Nachteil von Molsiebsorbenten besteht außerdem darin, daß es nur unter hohem Aufwand möglich ist,(DE 3 433 058, DD 133 195) does not lead to higher degrees of cleaning. Finally, molecular sieves have often been proposed (DE 3 632 995, DE 2 400492) in order to remove oxygen and other gaseous impurities from noble and inert gases. However, molecular sieves generally only remove impurities that correspond to the respective pore volume of the zeolite. Multiple impurities can therefore only be removed using various molecular sieves or other sorbents, the production of which is complex and expensive and which necessitates complicated cleaning technology. The absorption capacity of such metallic or oxidic sorbents is also not very high, so that regeneration is necessary in short periods of time. A fundamental disadvantage of molecular sieve sorbents is also that it is only possible with great effort
Spurenverunreinigungen unter 1 ppm zu beseitigen.Eliminate trace impurities below 1 ppm.
In US 42 38 464 und US 48 67 956 wurden Lithium-Borkomplexe beschrieben, die zur Ad¬ sorption von Kohlendioxid geeignet sein sollen. Sie bestehen ausschließlich aus B, Lithium (oder einem anderen Alkali- oder Erdalkalimetall) und Sauerstoff und sind für den Einsatz in Lebensrettungssystemen vorgesehen. Sie basieren auf dem Prinzip, daß die in die Struktur des Lithium-Bor-Komplexes als Hydroxide, Oxide, Peroxide, Superoxide oder Ozonide ein¬ gebauten, bewußt hohen Mengen von bis zu 30 % Sauerstoff bei Bedarf gegen CO2 ausge¬ tauscht werden, wobei Sauerstoff freigesetzt wird. Für die Gasreinigung sind diese Systeme, die nur unter extremen Reaktionsbedingungen unter Anwendung von Ultrahovchvakuum her- gestellt und angewendet werden können und die außerdem sehr instabil sind, nicht geeignet und auch nicht vorgesehen. Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, Sorbenten zu finden, welche die Nachtei¬ le der bekannten Sorptionsverfahren überwinden, über eine im Vergleich zu bekannten Sor¬ benten beträchtlich höhere Aufnahmekapazität für Spurenverunreinigungen verfügen, die einfach herzustellen und anzuwenden sind und deren Sorptionskapazität leicht verschiedenen Anwendungszwecken angepaßt werden kannIn US 42 38 464 and US 48 67 956 lithium boron complexes have been described which are said to be suitable for the adsorption of carbon dioxide. They consist exclusively of B, lithium (or another alkali or alkaline earth metal) and oxygen and are intended for use in life-saving systems. They are based on the principle that the amounts of up to 30% of oxygen built into the structure of the lithium-boron complex as hydroxides, oxides, peroxides, superoxides or ozonides are deliberately exchanged for CO 2 if required. whereby oxygen is released. These systems, which can only be produced and used under extreme reaction conditions using ultra-high vacuum and which are also very unstable, are not suitable and are not intended for gas purification. The invention is therefore based on the object of finding sorbents which overcome the disadvantages of the known sorption processes, have a considerably higher absorption capacity for trace impurities in comparison with known sorbents, which are simple to produce and use and whose sorption capacity is slightly different for different purposes can be adjusted
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß man als Sorbenten lithium- und bor- haltige Koordinationskomplexe einsetzt, eine Stofϊklasse, die zwar schon seit langem be¬ kannt ist ( Hollemann- Wiberg, Lehrbuch der Organischen Chemie, 91.-100. Auflage, Berlin, New York 1985, S. 834/835), bisher aber nicht für die Entfernung gasförmiger Spurenverun- reinigungen aus Inertgasen verwendet wurde. Die neue Sorbentklasse weist überraschend hervorragende Anwendungseigenschaften auf und übertrifft die Soφtionskennziffern bekann¬ ter Sorbentsysteme bei weitem . Als besonders geeignet für den beschriebenen Anwendungs¬ zweck haben sich Komplexe der allgemeinen Formel Li[B(OX)J (Lithiumborate) und LifBXJ (Lithiumborane) erwiesen. X kann ein Alkylsubstituent mit Normal- oder mit Isos- truktur sein, aber auch ein Arylrest. Koordinationskomplexe der angegebenen Struktur, in de¬ nen X ein Arylrest ist, zeigen überraschend höhere Aufhahmekapazitäten für Verunreinigun¬ gen als Komplexe, in denen X Alkylsubstituenten sind. Bei Komplexen mit Alkylsubstituen- ten nimmt mit steigender Kettenlänge die Sorptionskapazität ab und bleibt bei Alkylsubsti- tuenten mit C-Zahlen > 8 konstant. Die Verwendung von Sorbentkomplexen mit Alkylsubsti¬ tuenten > CgH]7 ist deshalb nicht zweckmäßig. Jedoch liegt die Sorptionskapazität selbst für solche Komplexe noch beträchtlich über den Werten, die mit bekannten Sorbenten, z.B. mit Molsieben, erreicht werdenAccording to the invention, the object is achieved by using coordination complexes containing lithium and boron as sorbents, a class of substances which has been known for a long time (Hollemann-Wiberg, Textbook of Organic Chemistry, 91st-100th edition, Berlin , New York 1985, pp. 834/835), but has not previously been used for the removal of gaseous trace contaminants from inert gases. The new sorbent class has surprisingly excellent application properties and far exceeds the absorption characteristics of known sorbent systems. Complexes of the general formula Li [B (OX) J (lithium borates) and LifBXJ (lithium boranes) have proven to be particularly suitable for the application described. X can be an alkyl substituent with a normal or iso structure, but also an aryl radical. Coordinating complexes of the structure given, in which X is an aryl radical, surprisingly show higher absorption capacities for impurities than complexes in which X are alkyl substituents. In the case of complexes with alkyl substituents, the sorption capacity decreases with increasing chain length and remains constant in the case of alkyl substituents with C numbers> 8. The use of sorbent complexes with alkyl substituents> C g H ] 7 is therefore not expedient. However, even for such complexes, the sorption capacity is still considerably above the values which are achieved with known sorbents, for example with molecular sieves
Die Koordinationskomplexe der allgemeinen Formeln Li [B(OX)J und LifBXJ können so- wohl als individuelle Verbindungen als auch als Gemische von Verbindungen beider Kom¬ plextypen mit jeweils gleichen oder mit unterschiedlichen Substituenten X eingesetzt wer¬ den, wobei die Gemischzusammensetzung beliebig gewählt werden kann, ohne daß die Sorp- tionsfahigkeit sich verschlechtert Überraschend wurde weiter gefunden, daß eine besonders hohe Adsorptionsfahigkeit erreicht wird, wenn Komplexe entweder des Types LifB(OX)J oder des Types LifBXJ oder Gemische beider Komplextypen in beliebiger Zusammenset¬ zung verwendet werden, in denen anstelle von Komplexkomponenten mit nur einem einzel¬ nen definierten Stubstituenten X Gemische von Verbindungen mit mehreren unterschiedli¬ chen homologen Alkyl- und/oder Arylsubstituenten eingesetzt werden Die Adsorptionsge¬ schwindigkeit wie auch die Adsorptionskapazität erhöht sich in diesem Falle drastisch im Vergleich zum Einsatz individueller Komplexe mit nur einem definierten Substituenten X Der Einsatz solcher Komplexgemische hat außerdem den Vorteil, daß für die Synthese der Komplexe keine reinen, individuellen Ausgangsverbindungen benötigt werden, welche sehr teuer sind, sondern daß technische Fraktionen eingesetzt werden können, die leichter zugang¬ lich sind und häufig sogar als bisher nicht genutzte Vor- oder Nachlauf-Fraktionen techni- scher Produktionsverfahren preiswert zu haben sindThe coordination complexes of the general formulas Li [B (OX) J and LifBXJ can be used both as individual compounds and as mixtures of compounds of both types of complexes with the same or different substituents X, the mixture composition being chosen as desired can, without the sorption ability deteriorating. Surprisingly, it was further found that a particularly high adsorption ability is achieved if complexes of either the LifB (OX) J type or the LifBXJ type or mixtures of both complex types are used in any composition, in which instead of complex components with only a single defined stub substituent X mixtures of compounds with several different homologous alkyl and / or aryl substituents are used Complexes with only one defined substituent X The use of such complex mixtures also has the advantage that no pure, individual starting compounds are required for the synthesis of the complexes, which are very expensive, but that technical fractions can be used which are more easily accessible and Often, they can even be had cheaply as previously unused pre- or post-fractions of technical production processes
Für die Herstellung der Sorbenten wurde ein völlig neues Syntheseverfahren gefunden, wel¬ ches gegenüber den klassischen Herstellungsmethoden viele Vorteile aufweist So kann bei Anwendung der neuen Herstellungsmethode der Aufwand bei der Herstellung der Sorbent- komplexe drastisch gesenkt werden indem die Synthese des Boratkomplexes LifB(OX)J aus den Ausgangskomponenten fB(OX),] und Lι(OX) bzw die Synthese des Borankomple- xes LifBXJ aus den Ausgangskomponenten BX, und LiX ohne Verwendung von Lösungs¬ mitteln in einer Festphasenreaktion in Inertgasatmosphare vorgenommen wird Die Umset¬ zung kann mit oder ohne Durchmischung durchgeführt werden, die Reaktionstemperatur darf dabei 45 - 50 °C nicht überschreiten Diese Art der ReaWonsfuhrung ist neu. Sie hat gegenüber herkömmlichen Synthesevarian¬ ten viele Vorteile. Besonders vorteilhaft ist es, daß der aufwendige und unangenehme Um¬ gang mit brennbaren Lösungsmitteln mcht erforderlich ist, daß deren energieintensives Ab¬ dampfen unter Vakuum entfällt, wodurch gegenüber herkömmlichen Synthesemethoden mehrere Prozeßstufen eingespart werden können.A completely new synthetic process was found for the production of the sorbents, which has many advantages over the classic production methods. Thus, when using the new production method, the effort involved in producing the sorbent complexes can be drastically reduced by synthesizing the borate complex LifB (OX). J from the starting components fB (OX),] and Lι (OX) or the synthesis of the borane complex LifBXJ from the starting components BX, and LiX without using solvents in a solid phase reaction in an inert gas atmosphere. The reaction can be carried out with or without mixing, the reaction temperature must not exceed 45 - 50 ° C This type of ReaWon management is new. It has many advantages over conventional synthesis variants. It is particularly advantageous that the complex and uncomfortable handling of flammable solvents may not be necessary, so that their energy-intensive evaporation under vacuum is not necessary, which means that several process steps can be saved compared to conventional synthesis methods.
Eine Erhöhung der Adsorptionskapazität der Komplexe Li[B(OX)J und LifBXJ erreicht man, wenn man die Komplexe vor der Anwendung als Sorbent 1 - 1,5 h bei Temperaturen < 120 °C im Vakuum bei 0,5 - 0,03 Pa erhitzt.An increase in the adsorption capacity of the complexes Li [B (OX) J and LifBXJ can be achieved if the complexes are used for 1 - 1.5 h at temperatures <120 ° C in a vacuum at 0.5 - 0.03 Pa before use as a sorbent heated.
Neben den Komplexen des Types Li[B(OX)J und LifBXJ kann auch ein Lithium-Bor- Komplex mit Fluorsubstituenten (LifBFJ) als Sorbent zur Adsoφtion von Spurenverunreini- gungen eingesetzt werden. Er besitzt eine noch größere Aufhahmekapazität als die Lithiumborat- und Lithiumborankomplexe.In addition to the complexes of the type Li [B (OX) J and LifBXJ, a lithium-boron complex with fluorine substituents (LifBFJ) can also be used as a sorbent for the adsorption of trace impurities. It has an even greater absorption capacity than the lithium borate and lithium borane complexes.
Die Soφtionsgeschwindigkeit und die Soφtionskapazität der beschriebenen Komplexe wachsen in der Reihenfolge LifB(OX)J < LifBXJ < LifBFJ.The rate of absorption and the absorption capacity of the complexes described increase in the order LifB (OX) J <LifBXJ <LifBFJ.
Alle genannten Sorbenten lassen sich leicht regenerieren, indem man sie auf 250 °C erhitzt. Führt man die Thermodesoφtion im Vakuum bei 0,02 - 0,05 Pa aus, läßt sich die Desorp- tionstemperatur auf 150 - 180 °C absenken. Die Lithiumborat- und Lithiumborankomplexe behalten ihre Adsoφtionsfahigkeit über 12 - 15 Nutzungs-/Regenerationszyklen. LifBFJ weist eine praktisch unbegrenzte Nutzungsdauer auf und erreicht ohne jegliche thermische Voraktivierung eine hohe Adsoφtionsfahigkeit.All the sorbents mentioned can be easily regenerated by heating them to 250 ° C. If the thermal desorption is carried out in a vacuum at 0.02 - 0.05 Pa, the desorption temperature can be reduced to 150 - 180 ° C. The lithium borate and lithium borane complexes retain their adsorption capacity over 12 - 15 use / regeneration cycles. LifBFJ has a practically unlimited service life and achieves a high adsorption capacity without any thermal preactivation.
Die erfindungsgemäße neue Sorbentklasse weist gegenüber bekannten Sorbenten stark ver¬ besserte Adsoφtionseigenschaften aus. Ihre Soφtionskapazität und die Soφtionsgeschwin¬ digkeit sind wesentlich höher, so daß Spurenverunreinigungen rasch und in großer Reini- gungstiefe aus Gasen entfernt werden können. Ein weiterer Vorteil der neuen Sorbentklasse besteht in der einfachen Herstellungs- und Regenerierungstechnologie. Ein wesentlicher Vor¬ teil gegenüber bekannten Sorbenten besteht außerdem in der Möglichkeit, durch Anwendung von Komplexgemischen die Eigenschaften des Sorbenten auf spezifische Anwendungsfalle zuzuschneiden. Die erfindungsgemäßen Sorbenten und ihre Herstellungsmethoden sollen nachfolgend an¬ hand von Beispielen beschrieben werden.The new sorbent class according to the invention has greatly improved adsorption properties compared to known sorbents. Their absorption capacity and the absorption speed are considerably higher, so that trace impurities can be removed from gases quickly and with a great depth of purification. Another advantage of the new sorbent class is the simple manufacturing and regeneration technology. A significant advantage over known sorbents is also the possibility of tailoring the properties of the sorbent to specific applications by using complex mixtures. The sorbents according to the invention and their production methods are described below using examples.
Beispiel 1. Synthese von LithiumtetramethylboratExample 1. Synthesis of lithium tetramethyl borate
In einen Glaskolben oder eine Reibschale wurden 1,52 g (0,04 Mole) Lithiummetylat (CH3OLi) eingebracht und unter Mischen oder Zerreiben rasch 4,16 g (0,04 Mole) Bortrime- tyloxid B(OCH3)3 zugefügt. Die Synthese des Sorbentkomplexes wurde in einer hermetischen Kammer (Box) in Argon- oder Reinststickstoffatmosphäre durchgeführt. Die Reaktion läuft unter Wärmeentwicklung ab. Im Anschluß wird das Reaktionsgemisch auf 45 - 47 °C erhitzt. Es wandelt sich dabei in einen festen monolitischen Block, der nach einer Ruhezeit von 1 - 1,5 h beim Schütteln in sehr feine Kristalle von weißer Farbe zerfällt. Die Elementarana- lyse ergab für den C- und H-Gehalt des Komplexes [B(OCH3)JLi folgende Werte: C = 41,97 %, H = 8,35 %. Die theoretischen Werte sind C = 42,25 %, H = 8,45 %. Eine Teilprobe des Komplexes von 0,5 g (0,0035 Mole) wurde zunächst bei 0,02 Pa im Va¬ kuum gehalten und danach bei 20 - 25 °C unter Normaldruck einer Sauerstoffatmosphäre ausgesetzt, um die Sauerstoffaufhahme zu ermitteln.1.52 g (0.04 moles) of lithium methylate (CH 3 OLi) were introduced into a glass flask or a friction bowl and 4.16 g (0.04 moles) of boron trimethyl oxide B (OCH 3 ) 3 were rapidly added with mixing or grinding . The synthesis of the sorbent complex was carried out in a hermetic chamber (box) in an argon or high-purity nitrogen atmosphere. The reaction proceeds with the development of heat. The reaction mixture is then heated to 45-47 ° C. It changes into a solid monolithic block, which after a rest period of 1 - 1.5 hours when shaken, disintegrates into very fine crystals of white color. The elemental analysis gave the following values for the C and H content of the complex [B (OCH 3 ) JLi: C = 41.97%, H = 8.35%. The theoretical values are C = 42.25%, H = 8.45%. A partial sample of the complex of 0.5 g (0.0035 moles) was first kept in a vacuum at 0.02 Pa and then exposed to an oxygen atmosphere at 20-25 ° C. under normal pressure in order to determine the oxygen uptake.
Nach einer Haltezeit von 35 - 40 min wurde die Probe erneut bei 20 - 25 °C einem Vakuum ausgesetzt, um freien gasförmigen und physikalisch adsorbierten Sauerstoff zu entfernen. Der chemosorbierte Sauerstoff wurde durch langsames Erhitzen der Probe (bei einer linearen Aufheizrate von 13 - 15 °C / min bei 230 - 250 °C ausgetrieben. Die Menge des thermodesor- bierten Sauerstoffs wurde gaschromatographisch und gravimetrisch bestimmt. Sie betrug 0,225 g (0,007 Mole)O2, das sind 45 Ma% bezogen auf das Gewicht des Sorbenten.After a holding time of 35-40 minutes, the sample was again subjected to a vacuum at 20-25 ° C. in order to remove free gaseous and physically adsorbed oxygen. The chemosorbed oxygen was expelled by slowly heating the sample (at a linear heating rate of 13-15 ° C./min at 230-250 ° C. The amount of thermally desorbed oxygen was determined by gas chromatography and gravimetry. It was 0.225 g (0.007 mol ) O 2 , that is 45% by mass based on the weight of the sorbent.
Beispiel 2. Synthese von LithiumtetrabutylboratExample 2. Synthesis of lithium tetrabutyl borate
In einen Glaskolben oder eine Reibschale wurden 1,6 g (0,002 Mole) Lithiumbutylat (QJHgOLi) eingebracht und unter Mischen oder Zerreiben rasch 4,6 g (0,002 Mole) Bortribu- tyloxid B(OC4H<,)3 zugefugt. Die Synthese des Sorbentkomplexes wurde in einer hermeti¬ schen Kammer (Box) in Argon- oder Reinststickstoffatmosphäre durchgeführt. Die Reaktion läuft unter Wärmeentwicklung ab. Im Anschluß wird das Reaktionsgemisch auf 42 - 43 °C erhitzt. Es wandelt sich dabei in einen festen monolitischen Block, der nach einer Ruhezeit von 1 - 1,5 h beim Schütteln in sehr feine Kristalle von weißer Farbe zerfällt. Die Elementa¬ ranalyse ergab für den C- und H-Gehalt des Komplexes [B(OQ,H9)JLi folgende Werte: C = 62,03 %, H = 1 1,8 %. Die theoretischen Werte sind C = 61,49 %, H = 1 1,61 %. Eine Teilprobe von 0,93 g (0,003 Mole) des Komplexes wurde zunächst bei 0,015 - 0,02 Pa im Vakuum gehalten und danach unter Normaldruck bei 20 - 25 °C einer Sauerstoff¬ atmosphäre ausgesetzt, um die Sauerstoffaufhahme zu ermitteln. Nach einer Haltezeit von 35 - 40 Minuten wurde die Probe erneut bei 20 - 25 °C einem Vakuum ausgesetzt, um freien und physikalisch adsorbierten Sauerstoff zu entfernen. Der chemosorbierte Sauerstoff wurde durch langsames Erhitzen der Probe bei linearer Aufheizrate von 13 - 15 °C / min auf 220 °C aufgeheizt. Die Menge des thermodesorbierten Sauerstoffs betrug 0,192 g (0,006 Mole), das sind 20,64 Ma% bezogen auf das Gewicht des Sorbenten.1.6 g (0.002 moles) of lithium butylate (QJH g OLi) were introduced into a glass flask or a friction bowl and 4.6 g (0.002 moles) of boron tributyl oxide B (OC 4 H < ,) 3 were rapidly added with mixing or grinding. The synthesis of the sorbent complex was carried out in a hermetic chamber (box) in an argon or high-purity nitrogen atmosphere. The reaction proceeds with the development of heat. The reaction mixture is then heated to 42-43 ° C. It changes into a solid monolithic block, which after a rest period of 1 - 1.5 hours when shaken, disintegrates into very fine crystals of white color. The elemental analysis gave the following values for the C and H content of the complex [B (OQ, H 9 ) JLi: C = 62.03%, H = 1 1.8%. The theoretical values are C = 61.49%, H = 1 1.61%. A partial sample of 0.93 g (0.003 mole) of the complex was first kept in a vacuum at 0.015-0.02 Pa and then exposed to an oxygen atmosphere under normal pressure at 20-25 ° C. in order to determine the oxygen uptake. After a holding time of 35-40 minutes, the sample was again subjected to a vacuum at 20-25 ° C in order to remove free and physically adsorbed oxygen. The chemosorbed oxygen was heated to 220 ° C by slowly heating the sample at a linear heating rate of 13 - 15 ° C / min. The amount of thermally desorbed oxygen was 0.192 g (0.006 mole), which is 20.64 mass% based on the weight of the sorbent.
Der regenerierte Sorbentkomplex wurde nach der Thermodesoφtion erneut der Chemosoφ- tion mit Sauerstoff unter den oben angegebenen Bedingungen unterworfen. Die Menge des thermodesorbierten Sauerstoffs im zweiten Soφtions-/Desoφtions-Zyklus er¬ höhte sich um 0,048 g (5,15 %) und betrug 25,8 % bezogen auf die Masse des Sorbentkomplexes.The regenerated sorbent complex was subjected again to the chemosoφtion with oxygen under the conditions specified above after the thermodesoφtion. The amount of thermally desorbed oxygen in the second Soφtions- / Desoφtions cycle increased by 0.048 g (5.15%) and was 25.8% based on the mass of the sorbent complex.
1,25 g (0,004 Mole) des Komplexes [B(OC4FI9)4]Li wurden vor seinem Einsatz als Sauer- stoffsorbent 1,5 h im Vakuum (0,05 - 0,07 Pa) bei 115 °C gehalten. Nach dieser Prozedur wurde die Probe in einem Kolben auf 20 - 25 °C abgekühlt, der Kolben bis auf Normaldruck mit Sauerstoff gefüllt und unter diesen Bedingungen 40 min belassen. Die Probe wurde da¬ raufhin erneut bei 20 - 25 °C unter Vakuum gehalten, um überschüssigen Sauerstoff und physikalisch adsorbierten Sauerstoff zu entfernen. Der auf dem Komplex chemosorbierte Sauerstoff wurde durch langsames Erhitzen der Probe bei einer Aufheizrate von 13 - 15 °C/min auf 220 °C desorbiert. Die Menge des thermodesorbierten Sauerstoffs betrug 0,304 g (0,0095 Mole), das sind 24,32 % bezogen auf die Masse des Sorbentkomplexes. Die thermische Vorbehandlung des Komplexes erhöhte die Sauerstoffchemosoφtion um 3,67 % im Vergleich zum Sorbentkomplex ohne thermische Probebehandlung. Beispiel 3. Synthese von Lithiumtetraoktylborat1.25 g (0.004 moles) of the complex [B (OC 4 FI 9 ) 4 ] Li were kept in a vacuum (0.05-0.07 Pa) at 115 ° C for 1.5 h before being used as an oxygen sorbent . After this procedure, the sample was cooled in a flask to 20-25 ° C., the flask was filled with oxygen to atmospheric pressure and left under these conditions for 40 minutes. The sample was then again kept at 20-25 ° C. under vacuum in order to remove excess oxygen and physically adsorbed oxygen. The oxygen chemosorbed on the complex was desorbed by slowly heating the sample at a heating rate of 13 - 15 ° C / min to 220 ° C. The amount of thermally desorbed oxygen was 0.304 g (0.0095 moles), which is 24.32% based on the mass of the sorbent complex. The thermal pretreatment of the complex increased the oxygen chemosoφtion by 3.67% compared to the sorbent complex without thermal sample treatment. Example 3. Synthesis of lithium tetraoctyl borate
In einen Glaskolben oder eine Reibschale wurden 1,4 g (0,01 Mole) Lithiumoktylat (C8H17OLi) eingebracht und unter Mischen oder Zerreiben rasch 4,0 g (0,01 Mole) Bortriok- tyloxid B(OCgH17)3 zugefügt. Die Synthese des Sorbentkomplexes wurde in einer hermeti- sehen Kammer in Argon- oder Reinststickstoffatmosphäre durchgeführt. Die Reaktion läuft unter Wärmeentwicklung ab. Im Anschluß wird das Reaktionsgemisch auf 35 - 37 °C erhitzt. Es wandelt sich dabei in einen festen monolitischen Block, der nach einer Ruhezeit von 1 - 1,5 h beim Schütteln in sehr feine Kristalle von weißer Farbe zerfallt. Die Elementaranalyse ergab für den C- und H-Gehalt des Komplexes [B(OC8H17)JLi folgende Werte: C = 71,23 %, H = 12, 15 %. Die theoretischen Werte sind C = 71 ,91 %, H = 12,73 %.1.4 g (0.01 mole) of lithium octylate (C 8 H 17 OLi) was introduced into a glass flask or a grinding bowl and, while mixing or grinding, 4.0 g (0.01 mole) of boron tri-octyl oxide B (OC g H 17 ) 3 added. The synthesis of the sorbent complex was carried out in a hermetic chamber in an argon or high-purity nitrogen atmosphere. The reaction proceeds with the development of heat. The reaction mixture is then heated to 35-37 ° C. It changes into a solid monolithic block, which after a rest period of 1 - 1.5 hours when shaken, disintegrates into very fine crystals of white color. The elementary analysis gave the following values for the C and H content of the complex [B (OC 8 H 17 ) JLi: C = 71.23%, H = 12, 15%. The theoretical values are C = 71, 91%, H = 12.73%.
0,5 g (0,0011 Mole) des Komplexes wurden zunächst bei 0,018 - 0,02 Pa im Vakuum gehal¬ ten und danach bei 20 - 25 °C unter Normaldruck einer Sauerstoffatmosphäre ausgesetzt, um die Sauerstoffaufhahme zu ermitteln. Nach einer Haltezeit von 40 Minuten wurde die Komplexprobe erneut bei 23 °C im Vakuum gehalten, um freien und physikalisch adsorbierten Sauerstoff zu entfernen. Der chemosor¬ bierte Sauerstoff wurde durch langsames Erhitzen der Probe bei einer linearen Aufheizrate von 13 - 15 °C /min bei 245 °C ausgetrieben. Die Menge des thermodesorbierten Sauerstoffs betrug 0,07 g (0,0022 Mole), das sind 11,68 Ma% des Gewichtes des Sorbentkomplexes. Der regenierierte Sorbent wurde nach der Thermodesoφtion erneut der Chemosoφtion mit Sauerstoff unter den oben angegebenen Bedingungen unterworfen.0.5 g (0.0011 mole) of the complex was first kept in a vacuum at 0.018-0.02 Pa and then exposed to an oxygen atmosphere at 20-25 ° C. under normal pressure in order to determine the oxygen uptake. After a holding time of 40 minutes, the complex sample was again kept in a vacuum at 23 ° C. in order to remove free and physically adsorbed oxygen. The chemosorbed oxygen was expelled by slowly heating the sample at a linear heating rate of 13-15 ° C./min at 245 ° C. The amount of thermally desorbed oxygen was 0.07 g (0.0022 moles), which is 11.68 mass% of the weight of the sorbent complex. The regenerated sorbent was subjected again to the chemosoφtion with oxygen under the conditions specified above after the thermodose.
Die Menge des thermodesorbierten Sauerstoffs im zweiten Soφtions-ZDesoφtions-Zyklus er¬ höhte sich auf 0,023 g (3,87 %) und betrug 15,73 % bezogen auf die Masse des Sorbenten.The amount of thermally desorbed oxygen in the second Soφtions-ZDesoφtions cycle increased to 0.023 g (3.87%) and was 15.73% based on the mass of the sorbent.
0,8 g (0,0015 Mole) des Komplexes [B(OC8HI7)JLi wurden zunächst vor seinem Einsatz als Sauerstoffsorbent 1,5 h im Vakuum (0,03 - 0,04 Pa) bei 120 °C gehalten. Nach dieser Proze- dur wurde die Probe in einem Kolben auf 22 °C abgekühlt, der Kolben bis auf Normaldruck mit Sauerstoff gefüllt und unter diesen Bedingungen 40 min belassen. Danach wurde die Pro¬ be erneut bei 22 °C unter Vakuum gehalten, um überschüssigen Sauerstoff und physikalisch adsorbierten Sauerstoff zu entfernen. Der auf dem Komplex chemosorbierte Sauerstoff wur¬ de durch langsames Erhitzen der Probe bei linearer Aufheizrate von 13 - 15 °C/min bei 246 - 250°C desorbiert. Die Menge des thermodesorbierten Sauerstoffs wurde gaschromato¬ graphisch zu 0,122 g (0,0038 Mole)O2, das sind 15,25 % bezogen auf das Gewicht des Sor¬ benten. Die thermische Vorbehandlung des Sorbenten im Vakuum bei 120 °C erhöhte die Sauerstoffchemosoφtion um 3,4 %.0.8 g (0.0015 mole) of the complex [B (OC 8 H I7 ) JLi was first kept at 120 ° C. in a vacuum (0.03 - 0.04 Pa) for 1.5 h before being used as an oxygen sorbent. After this procedure, the sample was cooled in a flask to 22 ° C., the flask was filled with oxygen up to normal pressure and left under these conditions for 40 min. The sample was then again kept at 22 ° C. under vacuum in order to remove excess oxygen and physically adsorbed oxygen. The oxygen chemosorbed on the complex was desorbed by slowly heating the sample at a linear heating rate of 13-15 ° C / min at 246-250 ° C. The amount of thermally desorbed oxygen was determined by gas chromatography to 0.122 g (0.0038 mole) O 2 , which is 15.25% based on the weight of the sorbent. The thermal pretreatment of the sorbent in a vacuum at 120 ° C increased the oxygen chemosoφtion by 3.4%.
Beispiel 4 Synthese von Lithium - tert.-Butyl - Tributylborat In einen Glaskolben oder eine Reibschale wurden 2,0 g (0,025 Mole) tert.- Lithium-Butylat (tert.-C4H9Li) eingebracht und unter Mischen oder Zerreiben rasch 5,75 g (0,025 Mole) Bor- tributyloxid B(OC4H9)3 zugefügt. Die Synthese des Sorbentkomplexes wurde in einer herme¬ tischen Kammer in Argon- oder Reinststickstoffatmosphäre durchgeführt. Die Reaktion läuft unter Wärmeentwicklung ab. Im Anschluß wird das Reaktionsgemisch auf 42 °C erhitzt. Es wandelt sich dabei in einen festen monolitischen Block, der nach einer Ruhezeit von 1 - 1,5 h beim Schütteln in sehr feine Kristalle von weißer Farbe zerfallt. Die Elemen¬ taranalyse ergab für den C- und H-Gehalt des Komplexes [tert.-C4H9OB(OC4H9)3]Li folgende Werte: C = 61,15 %, H = 11,33 %. Die theoretischen Werte sind C = 61,94 %, H = 1 1,61 %. 0,992 g (0,0032Mole) des Komplexes wurden zunächst bei 0,018 Pa im Vakuum gehalten und danach unter Normaldruck 40 Minuten bei 23 °C einer Sauerstoffatmosphäre ausgesetzt. Danach wurde die Komplexprobe erneut bei 23 °C im Vakuum gehalten, um freien gasförmi¬ gen und physikalisch adsorbierten Sauerstoff zu entfernen. Der chemosorbierte Sauerstoff wurde im Vakuum (0,03 Pa) durch langsames Erhitzen der Probe bei einer linearen Aufheiz¬ rate von 13 - 15 °C / min auf 170 °C ausgetrieben. Die Menge des thermodesorbierten Sau- erstoffs betrug 0,205 g (0,0064 Mole), das sind 20,67 Ma% bezogen auf das Gewicht des Sor¬ benten. Der auf diese Weise regenerierte Sorbentkomplex wurde nunmehr erneut der Chemo- soφtion mit Sauerstoff unter den oben angegebenen Bedingungen unterworfen und später nochmals aufgeheizt. Die Menge des im zweiten Soφtions-/Desoφtions-Zyklus thermode¬ sorbierten Sauerstoffs erhöhte sich um 0,038 g (3,8 %) und betrug 24,47 % bezogen auf die o Masse des eingesetzten Sorbenten.Example 4 Synthesis of lithium tert-butyl tributyl borate 2.0 g (0.025 mole) of tert-lithium butoxide (tert-C 4 H 9 Li) were introduced into a glass flask or a grinding bowl and were rapidly mixed or ground 5.75 g (0.025 mole) of boron tributyl oxide B (OC 4 H 9 ) 3 were added. The synthesis of the sorbent complex was carried out in a hermetic chamber in an argon or high-purity nitrogen atmosphere. The reaction proceeds with the development of heat. The reaction mixture is then heated to 42.degree. It changes into a solid monolithic block, which after a rest period of 1 - 1.5 hours when shaken, disintegrates into very fine crystals of white color. The elemental analysis gave the following values for the C and H content of the complex [tert-C 4 H 9 OB (OC 4 H 9 ) 3 ] Li: C = 61.15%, H = 11.33%. The theoretical values are C = 61.94%, H = 1 1.61%. 0.992 g (0.0032 moles) of the complex were first kept in a vacuum at 0.018 Pa and then exposed to an oxygen atmosphere at 23 ° C. for 40 minutes under normal pressure. The complex sample was then again kept at 23 ° C. in vacuo in order to remove free gaseous and physically adsorbed oxygen. The chemosorbed oxygen was expelled in vacuo (0.03 Pa) by slowly heating the sample at a linear heating rate of 13-15 ° C / min to 170 ° C. The amount of thermally desorbed oxygen was 0.205 g (0.0064 mole), which is 20.67 mass% based on the weight of the sorbent. The sorbent complex regenerated in this way was then subjected again to chemo-soφtion with oxygen under the conditions specified above and later heated again. The amount of oxygen thermally sorbed in the second Soφtions- / Desoφtions cycle increased by 0.038 g (3.8%) and was 24.47% based on the mass of the sorbent used.
1,18g (0,0038 Mole) des Komplexes [tert.-C4H9OB(OC4H9)3]Li, der nach der oben beschrie¬ benen Methode hergestellt wurde, wurde vor seinem Einsatz als Sauerstoffsorbent im Va¬ kuum (0,06 Pa) auf 115 °C erhitzt und bei dieser Temperatur 1,5 h gehalten. Nach dieser Prozedur wurde die Probe in einem Kolben auf 23 °C abgekühlt, der Kolben bis auf Normal- 5 druck mit Sauerstoff gefüllt und unter diesen Bedingungen 35 min belassen.1.18 g (0.0038 mole) of the complex [tert.-C 4 H 9 OB (OC 4 H 9 ) 3 ] Li, which was prepared by the method described above, was in the Va¬ before its use as an oxygen sorbent vacuum (0.06 Pa) heated to 115 ° C and held at this temperature for 1.5 h. After this procedure, the sample was cooled to 23 ° C. in a flask, the flask was filled with oxygen to atmospheric pressure and left under these conditions for 35 min.
Die Probe des Komplexes wurde daraufhin erneut bei 23 °C unter Vakuum gehalten, um überschüssigen Sauerstoff und physikalisch adsorbierten Sauerstoff zu entfernen. Der auf dem Komplex chemosorbierte Sauerstoff wurde durch langsames Erhitzen der Probe im Va¬ kuum (0,03-0,04 Pa) auf 170 °C über eine Zeit von 1,5 h - 2 h ausgetrieben. Die Menge des o thermodesorbierten Sauerstoffs betrug 0,298 g (0,0093 Mole), das sind 25,25 % bezogen auf die Masse des Sorbentkomplexes. Die thermische Vorbehandlung des Sorbenten im Vakuum bei 1 15 °C erhöhte die Sauerstoffchemosoφtion um 4,58 % im Vergleich zum Versuch ohne thermische Probebehandlung.The complex sample was then again held at 23 ° C under vacuum to remove excess oxygen and physically adsorbed oxygen. The oxygen chemosorbed on the complex was expelled by slowly heating the sample in vacuo (0.03-0.04 Pa) to 170 ° C. over a period of 1.5 h - 2 h. The amount of the thermally desorbed oxygen was 0.298 g (0.0093 moles), which is 25.25% based on the mass of the sorbent complex. The thermal pretreatment of the sorbent in a vacuum at 1 15 ° C increased the oxygen chemosoφtion by 4.58% compared to the test without thermal test treatment.
Beispiel 5. Synthese von Lithium - tert. - Butyltribenzylborat 5 In einen Glaskolben oder eine Reibschale wurden 1,2 g (0, 15 Mole) Lithium - tert. - ButylatExample 5. Synthesis of lithium tert. - Butyl tribenzyl borate 5 1.2 g (0.15 moles) of lithium tert were placed in a glass flask or a friction bowl. - butylate
(C4HoOLi) eingebracht und unter Mischen oder Zerreiben rasch 5,13 g (0,015 Mole) Bortri- benzyloxid BtOCH-QHJ, zugefügt. Die Synthese des Sorbentkomplexes wurde in einer her¬ metischen Kammer in Argon- oder Reinststickstoffatmosphäre durchgeführt. Die Reaktion läuft unter Wärmeentwicklung ab. Das Reaktionsgemisch wird nach der Reaktion der Kom- 0 ponenten auf 46 - 47 °C erhitzt. Es wandelt sich dabei in einen festen monolitischen Block, der nach einer Ruhezeit von 1.5 h beim Schütteln in sehr feine Kristalle von weißer Farbe zerfallt. Die Elementaranalyse ergab für den C- und H-Gehalt des Komplexes [tert.- QHpB (OCH2C6H5)JLi folgende Werte: C = 72,0 %, H = 7,68 %. Die theoretischen Werte sind C = 71,10 %, H = 7,1 1 %. 5 Eine Teilprobe des Sorbenten und zwar 0,844 g (0,002 Mole) wurden bei 0,027 Pa im Va¬ kuum gehalten und danach 45 Minuten bei 22 °C unter Normaldruck in einer Sauerstoffat¬ mosphäre belassen.(C 4 HoOLi) and 5.13 g (0.015 moles) of boron tri-benzyl oxide BtOCH-QHJ, added quickly while mixing or grinding. The synthesis of the sorbent complex was carried out in a hermetic chamber in an argon or high-purity nitrogen atmosphere. The reaction proceeds with the development of heat. After the reaction of the components, the reaction mixture is heated to 46-47 ° C. It changes into a solid monolithic block that, after a rest period of 1.5 hours, disintegrates into very fine crystals of white color when shaken. The elementary analysis gave the following values for the C and H content of the complex [tert-QHpB (OCH 2 C 6 H 5 ) JLi: C = 72.0%, H = 7.68%. The theoretical values are C = 71.10%, H = 7.1 1%. 5 A partial sample of the sorbent, namely 0.844 g (0.002 mole), was kept in a vacuum at 0.027 Pa and then left in an oxygen atmosphere for 45 minutes at 22 ° C. under normal pressure.
Nach der Sauerstoffaufnahme wurde die Sorbentprobe emeut bei 22 °C im Vakuum gehalten, um freien gasförmigen und physikalisch adsorbierten Sauerstoff zu entfernen. Der chemo- 0 sorbierte Sauerstoff wurde durch langsames Erhitzen der Probe bei einer linearen Aufheizrate von 13 - 15 °C / min auf 240 °C ausgetrieben. Die Menge des thermodesorbierten Sauer¬ stoffs betrug 0,168g (0,0058 Mole), das sind 22,04 Ma% bezogen auf den Sorbentkomplex. Die Menge des chemosorbierten Sauerstoffs auf dem Sorbentkomplex wurde gaschromato¬ graphisch bestimmt. 5 Der regenerierte Sorbentkomplex wurde nach der Thermodesoφtion erneut der Chemo- soφtion mit Sauerstoff unter den oben angegebenen Bedingungen unterworfen.After the oxygen uptake, the sorbent sample was again kept at 22 ° C. in a vacuum in order to remove free gaseous and physically adsorbed oxygen. The chemo-sorbed oxygen was expelled by slowly heating the sample at a linear heating rate of 13 - 15 ° C / min to 240 ° C. The amount of thermally desorbed oxygen was 0.168 g (0.0058 moles), which is 22.04% by mass based on the sorbent complex. The amount of chemosorbed oxygen on the sorbent complex was determined by gas chromatography. 5 The regenerated sorbent complex was again chemo- soφtion subjected to oxygen under the conditions specified above.
Im zweiten Soφtions-/Despoφtions-Zyklus wurde keine Erhöhung der thermodesorbiertenIn the second Soφtions- / Despoφtions cycle there was no increase in the thermodesorbed
Sauerstofϊmenge beobachtet.Amount of oxygen observed.
Beispiel 6. Synthese von Lithium - tert- Butyltribenzylbor In einen Glas- oder Porzellanreaktor, welcher in einer hermetischen Kammer installiert war, wurden 5,68 g (0,02 Mole) Tribenzylbor B(CJH2C6HJ)3 eingebracht und dazu gleichzeitig bei ständiger Durchmischung über eine Dosiereinrichtung in kleinen Chargen 1,28 g (0,02 Mole) tert.-Butyllithium (C4H,Li) zugegeben Die Reaktion wurde unter Argonat¬ mosphäre durchgeführt. Die Reaktion erfolgte unter Wärmeentwicklung. Die Temperatur in der Reaktionszone wurde über die Dosiergeschwindigkeit oder durch Kühlung des Reaktors bei 18 - 20 °C gehalten. Das Reaktionsgemisch im Reaktor verwandelte sich allmählich in einen festen Block, welcher nach zweistündigem Stehen beim Schütteln in kleine Kristalle weißer Farbe zerfiel. Die Elementaranalyse ergab ergab für den C- und H-Gehalt des Kom¬ plexes [tert. - C4H9B(CH2C6H5)3]Li folgende Werte: C = 85,70 %, H = 7,98 %. Die theoreti- sehen Werte sind C = 86,21 %, H = 8,62 %.Example 6. Synthesis of lithium-tert-butyltribenzylbor In a glass or porcelain reactor which was installed in a hermetic chamber, 5.68 g (0.02 moles) of tribenzylboron B (CJH 2 C 6 H J ) 3 were introduced and in addition 1.28 g (0.02 mole) of tert-butyllithium (C 4 H, Li) were added simultaneously in small batches, with constant mixing, using a metering device. The reaction was carried out under an argon atmosphere. The reaction took place with the development of heat. The temperature in the reaction zone was kept at 18-20 ° C. via the metering rate or by cooling the reactor. The reaction mixture in the reactor gradually turned into a solid block which, after standing for two hours, disintegrated into small crystals of white color when shaken. The elemental analysis showed for the C and H content of the complex [tert. - C 4 H 9 B (CH 2 C 6 H 5 ) 3 ] Li the following values: C = 85.70%, H = 7.98%. The theoretical values are C = 86.21%, H = 8.62%.
Eine Teilprobe des Komplexes und zwar 0,696 g (0,002 Mole) wurden bei 0,03 Pa einem Vakuum ausgesetzt und danach 45 Minuten bei 23 °C unter Normaldruck in einer Sauer¬ stoffatmosphäre gehalten. Nach der Sauerstoffaufhahme wurde die Komplexprobe erneut bei 23 °C im Vakuum gehal- ten, um freien gasförmigen und physikalisch adsorbierten Sauerstoff zu entfernen. Der che¬ mosorbierte Sauerstoff wurde durch langsames Erhitzen der Probe bei einer linearen Auf¬ heizrate von 13 - 15 °C / min im Vakuum (0,02 Pa) auf 150 °C ausgetrieben. Die Menge des dabei thermodesorbierten Sauerstoffs betrug 0,16 g (0,05 Mole), das sind 23,0 Ma% bezogen auf die Masse des Sorbenten. Die Menge des chemosorbierten Sauerstoffs auf dem Sorbent- komplex wurde gaschromatographisch bestimmt.A partial sample of the complex, namely 0.696 g (0.002 moles), was subjected to a vacuum at 0.03 Pa and then kept in an oxygen atmosphere at 23 ° C. under normal pressure for 45 minutes. After the oxygen uptake, the complex sample was again kept in a vacuum at 23 ° C. in order to remove free gaseous and physically adsorbed oxygen. The chemosorbed oxygen was expelled to 150 ° C. by slowly heating the sample at a linear heating rate of 13-15 ° C./min in a vacuum (0.02 Pa). The amount of thermally desorbed oxygen was 0.16 g (0.05 mole), which is 23.0% by mass based on the mass of the sorbent. The amount of chemosorbed oxygen on the sorbent complex was determined by gas chromatography.
Der auf die beschriebene Art und Weise regenerierte Sorbentkomplex wurde danach einer zweiten Chemosoφtionsstufe mit Sauerstoff unter den oben beschriebenen Bedingungen un¬ terzogen. Im zweiten Desoφtionszyklus wurde keine Erhöhung des thermodesorbierten Sau¬ erstoffs beobachtet. Der Sorbentkomplex wurde entweder im Vakuum oder unter Argon aufbewahrt.The sorbent complex regenerated in the manner described was then subjected to a second chemosoφtion stage with oxygen under the conditions described above. No increase in the thermodesorbed oxygen was observed in the second desorption cycle. The sorbent complex was stored either in vacuo or under argon.
Beispiel 7. Synthese von LithiumtetraoktylborExample 7. Synthesis of lithium tetraoctylboron
In einen Glas- oder Porzellanreaktor, welcher in einer hermetischen Kammer installiert war, wurden 5,25 g (0,015 Mole) Trioktylbor B(CgH17)3 eingebracht und unter Rühren über eine Dosiervorrichtung in kleinen Chargen 1,8 g (0,015 Mole) Lithiumoktyl (C8H]7Li) zudosiert. Die Reaktion erfolgte unter Wärmeentwicklung. Die Temperatur in der Reaktionszone wurde über die Dosiergeschwindigkeit oder durch Kühlung des Reaktors bei 18 - 20 °C gehalten. Die Synthese des Sorbentkomplexes wurde in Argonatmosphäre durchgeführt. Das Reakti¬ onsgemisch wandelte sich allmählich in einen festen Block, welcher nach zweistündigem Stehen beim Schütteln in kleine Kristalle weißer Farbe zerfiel. Die Elementaranalyse ergab ergab für den C- und H-Gehalt des Komplexes fB(CgH17)JLi folgende Werte: C = 82,31 %, H = 14,98 %. Die theoretischen Werte sind C = 81 ,70 %, H = 14,47 %. Eine Teilprobe des Komplexes und zwar 0,47 g (0,001 Mole) wurden bei 0,03 Pa im Vakuum gehalten und danach 45 Minuten bei 20 - 22 °C in einer Sauerstoffatmosphäre unter Normal¬ druck gehalten. Nach der Sauerstoffaufhahme wurde die Sorbentprobe erneut bei 20 - 22 °C im Vakuum be- lassen, um freien gasförmigen und physikalisch adsorbierten Sauerstoff zu entfernen. Der chemosorbierte Sauerstoff wurde durch langsames Erhitzen der Probe bei einer linearen Auf¬ heizrate von 13 - 15 °C / min im Vakuum (0,02Pa) auf 150 °C ausgetrieben. Die Menge des thermodesorbierten Sauerstoffs betrug 0,064 g (0,02 Mole), das sind 13,62 Ma%. bezogen auf die Masse des Sorbentkomplexes. Der regenerierte Sorbentkomplex wurde nach der Thermodesoφtion emeut der Chemosoφtion mit Sauerstoff unter den oben beschriebenen Bedingungen unterworfen. Die Menge des thermodesorbierten Sauerstoffs erhöhte sich im zweiten Soφtions-/Desoφtionszyklus um 0,06 g (1,08 %) und betrug 14,7 % von der Masse des Sorbentkomplexes.In a glass or porcelain reactor, which was installed in a hermetic chamber, 5.25 g (0.015 moles) of trioctylboron B (C g H 17 ) 3 were introduced and 1.8 g (0.015 moles ) Lithium octyl (C 8 H ] 7 Li) added. The reaction took place with the development of heat. The temperature in the reaction zone was kept at 18-20 ° C. via the metering rate or by cooling the reactor. The synthesis of the sorbent complex was carried out in an argon atmosphere. The reaction mixture gradually changed into a solid block, which after standing for two hours disintegrated into small crystals of white color when shaken. Elemental analysis gave the following values for the C and H content of the complex fB (C g H 17 ) JLi: C = 82.31%, H = 14.98%. The theoretical values are C = 81, 70%, H = 14.47%. A partial sample of the complex, namely 0.47 g (0.001 mole), was kept in a vacuum at 0.03 Pa and then held for 45 minutes at 20-22 ° C. in an oxygen atmosphere under normal pressure. After the oxygen uptake, the sorbent sample was again left in vacuo at 20-22 ° C. in order to remove free gaseous and physically adsorbed oxygen. The chemosorbed oxygen was expelled to 150 ° C. by slowly heating the sample at a linear heating rate of 13-15 ° C./min in vacuo (0.02 Pa). The amount of thermodesorbed oxygen was 0.064 g (0.02 mole), which is 13.62% by mass. based on the mass of the sorbent complex. The regenerated sorbent complex was again subjected to the chemosoφtion with oxygen under the conditions described above after the thermodesoφtion. The amount of thermally desorbed oxygen increased in the second Soφtions- / Desoφtions cycle by 0.06 g (1.08%) and was 14.7% of the mass of the sorbent complex.
Beispiel 8. Synthese von Lithium- Bortetrafluorid Der Komplex [BFJLi ist ein Handelsprodukt und wurde ohne weitere Vorbehandlung für die Sauerstoffsoφtion eingesetzt. Eine Probe des Komplexes in einer Menge von 0,376 g (0,004 Mole) wurde zunächst unter Vakuum gehalten (0,025 Pa) und danach unter Normaldruck bei 22 °C 45 min lang einer Sauerstoffatmosphäre ausgesetzt. Danach wurde der Komplex er¬ neut unter Vakuum gehalten, um freien gasförmigen Sauerstoff und physikalisch adsorbierten Sauerstoff zu entfernen. Der chemosorbierte Sauerstoff wurde dann durch langsames Erhit¬ zen der Probe auf 240 °C bei einer linearen Aufheizgeschwindigkeit von 13 - 15 °C / min im Verlaufe von 1,5 h ausgeheizt. Die Menge des thermodesorbierten Sauerstoffs wurde gaschromatographisch bestimmt und betrug 0,256 g (0,08 Mole), das sind 68,1% von der Masse des Sorbentkomplexes. Der regenerierte Sorbentkomplex wurde nach der Thermodesoφtion emeut einer Sauerstoff¬ chemosoφtion unter den oben beschriebenen Bedingungen ausgesetzt. Die Menge des ther¬ modesorbierten Sauerstoffs veränderte sich sich im zweiten Sθφtions-/Desoφtionzyklus nicht.Example 8. Synthesis of lithium boron tetrafluoride The complex [BFJLi is a commercial product and was used without further pretreatment for the oxygen soapy. A sample of the complex in an amount of 0.376 g (0.004 moles) was first kept under vacuum (0.025 Pa) and then exposed to an oxygen atmosphere at 22 ° C. for 45 minutes under normal pressure. The complex was then kept under vacuum again in order to remove free gaseous oxygen and physically adsorbed oxygen. The chemosorbed oxygen was then heated by slowly heating the sample to 240 ° C. at a linear heating rate of 13-15 ° C./min in the course of 1.5 hours. The amount of thermally desorbed oxygen was determined by gas chromatography and was 0.256 g (0.08 mole), which is 68.1% of the mass of the sorbent complex. The regenerated sorbent complex was again exposed to an oxygen chemosoφtion under the conditions described above. The amount of thermosorbed oxygen did not change in the second absorption / deodorization cycle.
Beispiel 9. Einsatz von Lithiumtetra butylborat zur Beseitigung von Sauerstoff aus ArgonExample 9. Use of lithium tetra butyl borate to remove oxygen from argon
Am Beispiel des Komplexes [B(OC4H9)4]Li wurde die Eignung der Sorbenten zur Beseiti¬ gung von Sauerstoff aus Argon unter dynamischen Bedingungen eφrobt. Hierfür wurden 0,31 g (0,001 Mole) des Komplexes auf einen Filter aufgebracht, durch den über einen Zeit¬ raum von 2 - 2,5 h Argon mit einem Sauerstoffgehalt von 0,2 Ma% strömte. Der auf dem Komplex sorbierte Sauerstoff wurde durch Erhitzen des Sorbenten auf 150 °C ausgetrieben. Die Menge des thermodesorbierten Sauerstoffs wurde gravimetrisch zu 0,019 g (0,0006 Mole Sauerstoff) bestimmt, das sind 6 % bezogen auf die Masse des Sorbentkomplexes. Nach der Thermoregeneration wurde der Sorbentkomplex erneut auf seine Soφtionswirkun- gen für Sauerstoff bei der Filtration von sauerstoffhältigem Argon unter den oben genannten Bedingungen getestet.Using the example of the complex [B (OC 4 H 9 ) 4 ] Li, the suitability of the sorbents for eliminating oxygen from argon was tested under dynamic conditions. For this purpose, 0.31 g (0.001 mole) of the complex was applied to a filter through which argon with an oxygen content of 0.2% by mass flowed over a period of 2-2.5 hours. The oxygen sorbed on the complex was driven off by heating the sorbent to 150 ° C. The amount of thermally desorbed oxygen was determined gravimetrically to be 0.019 g (0.0006 mole oxygen), which is 6% based on the mass of the sorbent complex. After thermal regeneration, the sorbent complex was tested again for its absorption effects for oxygen in the filtration of oxygen-containing argon under the conditions mentioned above.
Der sorbierte Sauerstoff wurde durch Erhitzen des Sorbenten auf 150 °C ausgetrieben und gravimetrisch zu 0,0248 g (0,0008 Mole Sauerstoff) bestimmt, das sind 8 % der Masse des Sorbentkomplexes. Das gefilterte Argon enthielt keinerlei gaschromatographisch nachweis¬ bare Sauerstoffspuren mehr. The sorbed oxygen was expelled by heating the sorbent to 150 ° C and determined gravimetrically to 0.0248 g (0.0008 mole oxygen), which is 8% of the mass of the sorbent complex. The filtered argon no longer contained any traces of oxygen which could be detected by gas chromatography.

Claims

Patentansprüche claims
1. Sorbenten für Sauerstoff, dadurch gekennzeichnet , daß als solche lithium- und borhaltige Komplexe der allgemeinen Formeln Li[B(OX)J (Lithiumborate) und/oder Li fBXJ (Lithiumborane) eingesetzt werden, wobei X - n- und/oder iso-Alkyl- sowie Arylgruppen sein können..1. Sorbents for oxygen, characterized in that lithium and boron-containing complexes of the general formulas Li [B (OX) J (lithium borates) and / or Li fBXJ (lithium boranes) are used, where X - n and / or iso -Alkyl- and aryl groups can be ..
2. Sorbenten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die C-Zahl der Alkylsubsti- tuenten 1 - 8 beträgt.2. Sorbents according to claim 1, characterized in that the C number of the alkyl substituents is 1-8.
Sorbenten gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lithiumborat- und Lithiumborankomplexe als Gemische untereinander oder als Gemische von verschie¬ denen individuellen Lithiumalkylboraten und/oder Lithiumalkylboranen mit beliebigen Alkylsubstituenten und/oder Arylsubstituenten eingesetzt werden.Sorbents according to Claims 1 and 2, characterized in that the lithium borate and lithium borane complexes are used as mixtures with one another or as mixtures of various individual lithium alkyl borates and / or lithium alkyl boranes with any alkyl substituents and / or aryl substituents.
4. Sorbenten gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Koordinationskomplex4. Sorbents according to claim 1, characterized in that as a coordination complex
LiBF4 verwendet wird.LiBF 4 is used.
5. Sorbenten gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß LiBF4 als individuelle Verbindung oder im Gemisch mit Komplexen des Typs LifB(OX)J und/oder LifBXJ in beliebiger Gemischzusammensetzung eingesetzt werden.5. Sorbents according to claim 4, characterized in that LiBF 4 are used as an individual compound or in a mixture with complexes of the type LifB (OX) J and / or LifBXJ in any mixture composition.
Verfahren zur Herstellung von Lithiumborat- und Lithiumborankomplexen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Herstellung der Lithiumborate (LifB(OX)J) als Ausgangs¬ substanzen Trialkylborat (B(OX)3) und Lithiumalkoholat (LiOX) und für die Herstellung der Lithiumborane (LifBXJ) als Ausgangssubstanzen Trialkylbor (BX3) und Alkyllithium (LiX) bei Temperaturen < 50 °C unter Inertgasatmosphäre in einer Festphasenreaktion umgesetzt werden.Process for the preparation of lithium borate and lithium borane complexes, characterized in that trialkyl borate (B (OX) 3 ) and lithium alcoholate (LiOX) as starting substances for the production of the lithium borates (LifB (OX) J) and for the production of the lithium boranes (LifBXJ ) as starting substances trialkylboron (BX 3 ) and alkyl lithium (LiX) at temperatures <50 ° C under an inert gas atmosphere in a solid phase reaction.
7. Verfahren zur Herstellung von Sorbenten gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lithiumborat- und die Lithiumborankomplexe nach der Synthese und vor ihrem Einsatz als Sorbent 1 - 1,5 h bei Temperaturen < 120 °C im Vakuum von 80 - 0,03 Pa erhitzt werden. 7. A process for the preparation of sorbents according to claim 6, characterized in that the lithium borate and the lithium borane complexes after synthesis and before their use as sorbent for 1 - 1.5 h at temperatures <120 ° C in a vacuum of 80 - 0.03 Pa are heated.
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