Estudio de la adsorción de NH3 sobre la superficie Pt{100} no reconstruida

EDGAR A. BEA; EDUARDO E. MOLA

INIFTA

Jornada; Becarios INIFTA 2005; 2005

INIFTA

Las reacciones catalíticas heterogéneas suelen presentar comportamientos dinámicosespacio-temporales con múltiples estados estacionarios, oscilaciones, caos, etc.Fenómenos de este tipo se observan en superficies metálicas monocristalinas ypolicristalinas con adsorbatos reactantes atómicos y/o moleculares especificos. Ademásdel interés científico que despiertan estos fenómenos, la investigacion es motivadaprimariamente por la posibilidad tecnológica de disminuir el efecto contaminante deciertas sustancias nocivas. Como reactantes superficiales, en fase gaseosa o liquida,pueden ser convertidos catalíticamente a productos no contaminantes. Por ejemplo, parareducir la contaminación ambiental que causan gases nocivos emitidos constantemente ala atmósfera, como ser: amoníaco (NH3), oxido nítrico (NO), dioxido de azufre (SO2),monóxido de carbono (CO), etc.En la reacción de reducción catalítica de NO con NH3 sobre la superficie Pt{100},en condiciones de baja presión (ultra-alto vacío) e isotermales, se observa uncomportamiento oscilatorio. Este se puede explicar por medio de la existencia de unatransición de fase reversible adsorbato-inducida en la estructura superficial, que causatransiciones periódicas entre dos fases de diferente actividad catalítica. La fase activa(1×1) es estabilizada por la molécula de NO, y en el sentido de la reacción en el que seconsume la misma, se produce una desestabiliación y una tranformación a la fase inactivacuasi-hexagonal (hex).Con el objetivo de comprender los procesos elementales involucrados en la citada reacción catalítica heterogénea, se presenta un estudio de la adsorción de la molécula de NH3 sobre la superficie Pt{100}-(1x1), mediante un método atomístico a primeros principios de la física cuántica basado en la teoría del funcional densidad (DFT). Para un cubrimiento de 0.11, la molécula de NH3 se adsorbe preferentemente sobre un sitio atop via el átomo de N, con el eje de simetría perpendicular a la superficie. Los enlaces N-H no cambian de longitud (<0.01 Å) y la geometría trigonal de los mismos es 2 más abierta. El enlace de quimisorción aleja notablemente el Pt atop de la superficie restante en 0.35 Å. La interacción con los átomos de Pt del entorno del sitio es débil, por lo tanto NH3 puede rotar libremente alrededor de su eje molecular.