Disociación de H2O en un catalizador modelo de Au/hematita: Estudio teórico de la reactividad en la interfaz metal-soporte

FUENTE, SILVIA A.; ZUBIETA, CAROLINA E.; MARIANA DENNEHY; LUIS G. AQUINO LINAREZ; FERULLO, RICARDO M.; BELELLI, PATRICIA G.

Córdoba

Congreso; XX Congreso Argentino de Catálisis; 2017

UTN-FRC

En esta presentación se estudia la adsorción disociativa de agua sobre un catalizador modelo formado por una partícula de Au5 sobre la superficie (0001) terminada en Fe de hematita (α-Fe2O3) utilizando la teoría del funcional de la densidad (DFT+U). El agua adsorbe sobre hematita pura con su átomo de O unido directamente a un ion Fe superficial. En cambio, sobre Au5/hematita lo hace en su forma más estable con su átomo de H orientado hacia abajo (una estructura ausente sobre hematita limpia) en la interfaz metal-soporte y doblemente ligado a la superficie: con un O superficial y con la partícula de Au. Respecto al proceso disociativo (H2O -> OH + H), mientras que la partícula de Au5 libre es poco activa, soportada sobre hematita se vuelve altamente activa, teniendo una barrera de activación (Eact) de solo 0.09 eV, un proceso aún más favorable que sobre hematita pura (Eact = 0.29 eV para el mecanismo más reactivo). Así, la presencia de Au posibilita que la molécula de H2O se adsorba en una configuración en la que uno de sus enlaces O-H se encuentra fuertemente activado. En el estado disociado final, el grupo OH resulta localizado en la interfaz metal-óxido.