temperaturprogrammierte

Temperaturprogrammierte Verfahren bezeichnen eine Gruppe experimenteller Ansätze, bei denen die Temperatur einer Probe entsprechend einem vordefinierten Programm gesteuert wird. Typische Programme sind lineare Rampen, Sprünge und gehaltene Phasen. Der Begriff wird häufig in der Oberflächenchemie, Katalyse und Materialwissenschaft verwendet und tritt oft in Form von zusammengesetzten Fachbegriffen auf, z. B. temperaturprogrammierte Desorption (TPD), temperaturprogrammierte Reduktion (TPR) oder temperaturprogrammierte Oxidation.

Bei solchen Messungen wird die Probe unter kontrollierten Bedingungen erhitzt, während ein analytisches Signal aufgezeichnet wird, etwa durch Massenspektrometrie, Kalorimetrie oder Spektroskopie. Der Temperaturverlauf beeinflusst maßgeblich das zeitliche Auftreten thermischer Ereignisse wie Adsorption/Desorption, Phasenübergänge, Reduktion oder Kristallisation, wodurch Rückschlüsse auf Oberflächenzustände, Reaktionsmechanismen und Materialstabilität möglich sind.

Die Umsetzung erfolgt typischerweise mit einem Ofen oder Heizbett, das eine präzise Temperaturführung, kalibrierte Sensoren und eine Datenaufzeichnung umfasst. Die Rampenrate, Haltephasen und maximale Temperatur werden an das Material und das zu untersuchende Phänomen angepasst. Aus den Daten lassen sich charakteristische Temperaturen, Peaks oder kinetische Parameter ableiten; bei TPD geben Desorptionsmaxima Aufschluss über Bindungsenergien, bei TPR über das Reduktionsverhalten.

Einschränkungen sind sich überlappende Prozesse, Abhängigkeit von der Heizrate und Herausforderungen bei der quantitativen Interpretation. Vorteile liegen in der Auflösung temperaturabhängiger Prozesse und dem Vergleich verschiedener Materialien unter standardisierten thermischen Programmen. Das Konzept findet Anwendung in Katalyse, Materialwissenschaft und Polymerwissenschaft.