reductietemperatuur

Reductietemperatuur is de temperatuur waarbij een stof voor het eerst onder een reducerende atmosfeer begint te reduceren tijdens verhitting. Het is een belangrijke eigenschap die aangeeft hoe gemakkelijk een oxide of andere verbinding onder reductieve omstandigheden wordt omgezet naar een lagere oxidaatiestoestand of naar metaal. De reductietemperatuur wordt doorgaans bepaald met technieken zoals temperatuur-programma-reductie (TPR) of combinatie van thermogravimetrie en calorimetrie (TGA/DSC). In een TPR-experiment wordt een reducterend gas (bijvoorbeeld H2 of CO) langs het monster geleid terwijl de temperatuur geleidelijk wordt verhoogd; de afname van oxidatietoestanden en/of het gasverbruik geeft de reductie weer, inclusief de onsettemperatuur en eventuele pieken die op specifieke reduciereacties duiden.

De reductietemperatuur varieert sterk afhankelijk van de stof en de reductiemedium. Oxiden die relatief snel reducreren kunnen een onset kennen op circa 100–300 °C, terwijl meer stabiele oxiden bij hogere temperaturen reduceren (ook afhankelijk van de gasdruk en het type gas). Voor ijzeroxide kan de reductie naar metaals vaak ergens tussen 350–600 °C beginnen bij gebruik van waterstof, terwijl andere oxiden zoals NiO of CuO onder lagere of hogere drempels kunnen reageren.

Factoren die de reductietemperatuur beïnvloeden zijn onder meer de aard en structuur van de oxide, de particlegrootte en het ondersteuningsmateriaal, dopants en defecten, de partiële druk van het reducerende gas, de verwarmingssnelheid en de aanwezigheid van vocht of andere gascomponenten.

Toepassingen liggen vooral in de metallurgie, katalysator- en materialenkunde: reductievoorwaarden bepalen bijvoorbeeld de ontbinding van oxiden, de stimulering van metaalachtige actieve sites en de beheersing van de stofeigenschappen tijdens productie en aktivering.