Recebido em 11/2/05; aceito em 14/10/05; publicado na web em 14/3/06 STATISTICAL ANALYSIS AND OPTIMIZATION OF TEMPERATURE PROGRAMMED REDUCTION (TPR) ANALYSIS. The effect of operational variables and their interaction in TPR profiles was studied using a fractional factorial experimental design. The heating rate and the reducing agent concentration were found to be the most important variables determining the resolution and sensitivity of the technique. They showed opposite effects. Therefore, they should be manipulated preferentially in order to obtain optimized TPR profiles. The effect of sample particle size was also investigated. The tests were carried out within a Cu/Zn/ Al 2 O 3 catalyst used for the water-gas shift reaction that presented two distinct species of Cu 2+ in TPR profiles.Keywords: TPR; temperature programmed reduction; experimental design.
INTRODUÇÃOA redução termoprogramada (TPR) é uma técnica de caracterização de materiais que faz parte do conjunto de técnicas conhecidas como termoanalíticas. O perfil de TPR é capaz de fornecer uma impressão digital do material analisado e prover informações sobre a estrutura interna e superficial, a um baixo custo operacional e de montagem do equipamento 1 . Para catálise heterogênea esta técnica apresenta as vantagens adicionais de permitir o estudo da superfície do catalisador em condições próximas às reacionais, sem necessidade de vácuo.A idéia básica da técnica, pioneiramente utilizada por Robertson 2 em um equipamento similar ao desenvolvido por Cvetanovic 3 para estudos de TPD (dessorção termoprogramada), consiste em monitorar a redução de uma amostra sob fluxo de gás redutor (usualmente H 2 ou CO) diluído em gás inerte (N 2 ou Ar), enquanto a temperatura é aumentada linearmente com o tempo. A técnica é altamente sensível à presença de espécies redutíveis e tem sido muito utilizada na caracterização de catalisadores mássicos e suportados, especialmente em problemas como estudo da redução de íons em zeólitas 4 , influência de diferentes suportes em um sistema catalítico (SMSI -"Strong Metal-Support Interaction") [5][6][7] , influência das condições dos pré-tratamentos nas propriedades dos catalisadores 6,8 , efeito dos íons dos metais de transição na redutibilidade de óxidos metálicos 9 , investigação de formação de ligas em catalisadores multimetálicos e o estado do metal no catalisador 1 . Apesar da grande importância da interpretação dos perfis de redução em relação às variáveis operacionais (concentração de agente redutor, vazão de gás, taxa de aquecimento e quantidade de amostra), poucos são os trabalhos na literatura que lidam com a influên-cia das condições experimentais nos perfis de redução 10 . Bosh 11 pesquisou a influência das variáveis operacionais nos perfis de redução do V 2 O 5 e Monti 12 analisou a influência dessas variáveis operacionais sobre a temperatura de máximo consumo de H 2 (Tm) na redução do NiO. Esses autores observaram tendên-cias nos efeitos das variáveis operacionais, como o aumento da temperatura de máxima redução com o a...