Redução à Temperatura Programada (TPR)

A redução à temperatura programada permite determinar as fases redutíveis do material.

A TPR, em que se utiliza o hidrogênio como fluxo redutor, por exemplo, possibilita uma avaliação das fases oxidas presentes quando o material é submetido a uma atmosfera redutora e variações de temperatura. A TPR indica a ocorrência de uma reação química entre a amostra e a atmosfera envolvida, que neste caso é o hidrogênio.

Os perfis obtidos por esta técnica apresentam uma série de picos, em que, cada pico representa um processo de redução de uma determinada espécie oxidada.

Observe o perfil abaixo:

Podemos observar três picos, vale ressaltar que caso haja alguma dúvida em relação à quantidade de picos, recorre-se à literatura, fazendo uma busca de artigos que tenha o TPR de uma amostra semelhante a que você está analisando.

Já sabemos que cada pico representa um processo de redução, então ao dissertar, você irá citar:

•Os picos,

•As reduções envolvidas em cada um deles e

•Buscar na literatura possíveis reações envolvidas no processo, descrevendo e demonstrando através de equações cada uma delas, caso não encontre pode-se sugerir uma reação, deixando claro que foi uma suposição sua, ok?

Utilizando a Figura acima como exemplo, podemos afirmar que:

O primeiro pico, em 415 ⁰C, pode ser atribuído à redução de espécies Ni3+ para formar espécies Ni2+, como representado pela Equação 1. O segundo pico, em 460 ⁰C corresponde à redução de pequenos cristais de óxido de níquel (NiO), formados durante a preparação e agregados na estrutura da perovskita LaNiO3, que sofrem redução em temperatura próxima da primeira etapa de redução conforme representado na Equação 3 [TANABE et al, 2009] E o último pico, em 600 ⁰C, está relacionado à redução de espécies Ni2+ para formar espécies Ni (metálico), de acordo com a representação da Equação 3 [LIMA et al, 2007].

2 LaNiO3 + H2 → La2Ni2O5 + H2O (1)

La2Ni2O5 + H2 → La2O3 + 2 Ni + 2 H2O (2)

NiO + H2 → Ni + H2O (3)

2 LaNiO3 + 3H2 → La2O3 + 2Ni + 3H2O (4)

As demais Equações, Equação 2 e 4, supostamente estão envolvidas no processo de redução.

Vale ressaltar que área do pico do TPR representa o consumo de hidrogênio. Em breve farei uma postagem sobre esse tema.

REFERÊNCIAS

TANABE, Y. E., ASSAF, E. M. Óxidos do tipo perovskita para reação de redução de NO com CO, Química Nova, v.32, No.5, p.1129-1133, 2009.

LIMA, S. M., ASSAF, J. M., Síntese e caracterização de perovskitas LaNi(1-x)COxO3 como precursores de catalisadores para a conversão do metano a gás de síntese pela reforma com CO2, Quim. Nova, v. 30, No. 2, p.298-303, 2007.