Температура, газовая среда оказывают значительное влияние на дисперсность металлической фазы. При прокаливании в токе кислорода или воздуха как невосстановленного, так и восстановленного катализаторов наблюдается экстремальный ход кривых, выражающих зависимость дисперсности платины от температуры прокаливания [167, 168] (рис. 2.6). Повышение температуры от 300 до 550 °С приводит к значительному увеличению дисперсности платины, более, чем в 2 раза. Однако при дальнейшем .повышении температуры -прокаливания происходит резкое уменьшение дисперсности металлической фазы. По другим данным [167] при прокаливании промышленного катализатора 0,375% Pt/Al2O3 в воздухе, дисперсность платины начинает уменьшаться при 570 °С. Полагают, что при температурах, превышающих температуру разложения оксидов платины, она переходит в металлическое состояние, которое сопровождается спеканием, а следовательно, уменьшением дисперсности металла [169]. Прокаливание катализатора 0,4% Pt/Al2O3 при 600 °С в смеси кислорода и азота (молярное содержание О2—3%) в течение 24 сут приводит к увеличению размера кристаллитов платины от 1 до 50 нм [170].
Рис. 2.6. Зависимость дисперсности платины в катализаторе (2% Pt/Al2O3) от температуры и времени обработки в токе кислорода [168].
Продолжительность прокаливания: 1 — 1ч; 2 —16 ч
Рис. 2.7. Зависимость активности алюмоплатиновых катализаторов с разным содержанием хлора в реакции гидрирования бензола от температуры прокаливания в воздухе [171 ].
Изучалось влияние температуры прокаливания катализаторов на их активность [171] (рис. 2.7). При приготовлении катализатора 1 платину наносили на оксид алюминия с использованием в качестве конкурирующей уксусную кислоту, а катализатора 2 — соляную. Катализатор 1, массовое содержание хлора в котором 0,4%, непрерывно снижал активность по мере повышения температуры от 300 до 600 °С. Иное поведение обнаружил катализатор, содержавший ≈ 1,5% хлора и обладавший более высокой кислотностью. Даже прокаливание при 600 °С не приводило к сколько-нибудь существенному снижению активности катализатора. Подобная зависимость должна существовать и для дисперсности платины, поскольку для алюмоплатиновых катализаторов она достаточно хорошо коррелирует с активностью в реакции гидрирования бензола [172]. В [173] также показана стабилизирующая роль хлора в окислительной среде. Так, при массовом содержании хлора алюмоплатиновом катализаторе 1,4% спекание платины не наблюдается, даже если прокаливание проводят при 650 °С. Повышение термостабильности алюмо-платинового катализатора в присутствии иона хлора вероятно вызвано тем, что он ускоряет процесс редиспергирования платины.
Пары воды, которые содержит воздух, взаимодействуют с алюмо-платиновым катализатором при прокаливании, приводят не только к частичному удалению хлора, но вызывают также уменьшение дисперсности платины [174]. Положительное влияние иона хлора проявляется и в этих условиях. Так, можно предотвратить уменьшение дисперсности платины при прокаливании при 500 °С в воздухе, с молярным содержанием 10% водяных паров, если в алюмоплатиновый катализатор ввести достаточно хлора.