Enlace químico en la adsorción de pequeños clusters de paladio sobre grafeno

IGNACIO LÓPEZ CORRAL; ESTEFANÍA GERMÁN; ALFREDO JUAN; MARÍA ALICIA VOLPE; GRACIELA BRIZUELA

Malagüe

Congreso; 95° Reunión Nacional de Física; 2010

Asociación Física Argentina

En el presente trabajo se estudió mediante métodos teóricos (ASED-YAeHMOP y DFT-SIESTA) la evolución del enlace químico durante la adsorción de pequeños clusters de paladio sobre una superficie de grafeno, la cual se representó mediante una celda unidad formada por 24 átomos de carbono. En primer lugar se obtuvo la geometría preferencial de adsorción para los distintos clusters, constituidos por 1 a 4 átomos de paladio, considerando diferentes sitios de adsorción y estructuras de interacción. Seguidamente se analizaron los cambios en la fortaleza de los enlaces involucrados en el proceso de adsorción, para lo cual se evaluaron y compararon las correspondientes poblaciones de solapamiento. Los resultados obtenidos demuestran que los clusters analizados se adsorben preferentemente sobre los sitios top y bridge, originándose nuevos enlaces C-Pd en los que participan mayoritariamente los orbitales 2pz de los átomos de carbono. En el caso de la adsorción del sistema Pd4 se observó que una geometría tridimensional (tetraédrica) resulta claramente favorecida sobre una estructura plana, cualquiera sea el sitio considerado. Se verificó asimismo que durante el proceso se debilitan los enlaces Pd-Pd cercanos a la superficie de grafeno (31% para Pd2 y Pd4, y 39% para Pd3), mientras que los enlaces Pd-Pd más apartados del cluster Pd4 se fortalecen alrededor de 11%. Por último, las energías de adsorción obtenidas indican que los átomos de paladio tienden a agregarse sobre el grafeno, manifestando así la necesidad de contar con mecanismos que limiten el proceso de nucleación durante el desarrollo de catalizadores, sensores químicos y sistemas de almacenamiento de hidrógeno.