Adsorción de átomos y dímeros de Ag y Au sobre MgO (100)

SILVIA A. FUENTE, PATRICIA G. BELELLI, RICARDO M. FERULLO, NORBERTO J. CASTELLANI.

Tandil- Pcia. de Bs. As

Congreso; XV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2007

UNCPBA, UBA

El estudio del crecimiento de agregados metálicos en superficies de óxidos es de particular interés en Catálisis Heterogénea. En los catalizadores metálicos soportados, las propiedades de la partícula metálica dependen de su forma y tamaño, las que a su vez dependen del sitio específico donde la misma crece y se estabiliza. En esta presentación se estudia la adsorción de átomos y dímeros de Ag y Au sobre la superficie (100) de MgO utilizando la teoría del funcional de la densidad (DFT) y el modelo de clusters. Se analiza la interacción con el sitio aniónico (O2-) de la superficie sin defectos y sobre una vacancia de oxígeno (centro Fs). En todos los casos, la interacción es más fuerte sobre la vacancia. La adsorción de un átomo metálico sobre el sitio O2- es más fuerte para Au que para Ag, con energías de adsorción de 0.73 y 0.25 eV, respectivamente, acompañado de una leve transferencia de carga del óxido al metal. Sobre la vacancia, también el Au adsorbe más fuertemente aunque en este caso la diferencia energética con Ag es mucho mayor, siendo las energías de adsorción 2.93 y 1.54 eV, respectivamente. En este caso, la transferencia de carga de la vacancia al átomo metálico es significativa, siendo de 0.88 y 0.66e para Au y Ag, respectivamente. La mayor transferencia al Au está de acuerdo con la mayor afinidad electrónica de este metal. Respecto de los dímeros, se estudió la configuración representada en la figura, es decir, perpendicular a la superficie. Los resultados son similares a los del monómero: más fuerte para Au que para Ag, y en cada caso, se prefiere la adsorción sobre Fs que sobre O2-. Por otra parte, se estudió la energía de dimerización, es decir, la energía relativa a la interacción de un átomo metálico sobre uno previamente adsorbido en la superficie. Este parámetro es de particular importancia en el estudio del crecimiento de agregados metálicos. Los resultados indican que el soporte favorece la formación de Ag2 en 0.4 eV (para ambos sitios) respecto a la formación del dímero libre. Para la formación de Au2, el efecto del soporte es más importante, siendo la diferencia respecto del caso libre de 0.7 y 1.1 eV (para O2- y Fs, respectivamente).