Interacción de partículas de Au con FeOOH(110): Estudio DFT

SILVIA A. FUENTE; PATRICIA G. BELELLI; LEANDRO F. FORTUNATO; MARIANA DENNEHY; CARINA V.LUENGO; RICARDO M. FERULLO

Santa Fe

Congreso; XXIII Congreso Iberoamericano de Catálisis; 2012

UNL

Las partículas de Au de sólo unos pocos átomos soportadas en superficies de óxidos son de gran interés como sitios activos en catalizadores heterogéneos. La interacción de estas partículas con el soporte puede modificar su actividad química. La goethita un oxohidróxido de hierro usado como adsorbente y como soporte de catalizadores. En esta presentación estudiamos la estructura geométrica y electrónica de partículas de Au4 y Au5 en la cara (110) de la goethita usando un método periódico DFT). Modelo: Los cálculos fueron realizados usando el funcional PW91 implementado en el paquete de cálculos VASP. La superficie de goethita (110) expone cuatro diferentes grupos hidroxilos y un solo tipo de oxígeno superficial. Aquí sólo haremos mención a los que resultaron más activos frente al Au. Resultados: En primer término se estudiaron los sitios más favorables de la superficie del óxido para la adsorción de un átomo de Au. Se encontró que el mismo adsorbe preferentemente sobre los O de los oxhidrilos con energías de adsorción de -0.74 y -0.63 eV, respectivamente. La partícula de Au4 enlaza con el O del soporte quedando la misma con una estructura planar similar a la misma en estado libre. Existe una leve transferencia de carga del soporte a la partícula de Au4 quedando ésta con una carga de -014e. El átomo de Au directamente ligado al soporte es el que tiene mayor carga positiva (0.23e). Al colocar un quinto átomo se obtuvo una geometría no planar. Las distancias Au-O son ambas más cortas que para el caso atómico. La transferencia de carga del soporte al Au5 es similar al caso anterior, con el átomo de Au unido al O con la mayor carga positiva (0.19e). Las partículas de Au4 y Au5 enlazan fuertemente a la superficie de FeOOH(110) con energías de adsorción de -1.50 y -1.11 eV, respectivamente. La transferencia de carga del soporte al metal es relativamente baja. La partícula de Au5 se ancla a la superficie a través de dos de sus átomos con sendos oxígenos del soporte, uno de ellos perteneciente a un OH superficial.