FORMACIÓN DE DÍMEROS DE MONÓXIDO DE NITRÓGENO SOBRE Au/MgO

SILVIA A. FUENTE; NICOLÁS DOMANCICH; RICARDO M. FERULLO; NORBERTO J. CASTELLANI

La Plata

Encuentro; IV Encuentro de Fisica y Quimica de Superficies; 2009

Se ha sugerido que la especie N2O2 se forma durante la reacción de reducción de NO tanto en óxidos como en metales. Esta molécula se genera por acoplamiento entre dos moléculas de NO mediante la formación de un enlace N-N siendo un posible intermediario hacia moléculas como N2O y N2. Se ha observado que el N2O2 tiene gran tendencia a tomar carga, lo cual estabiliza notablemente el enlace N-N. En esta presentación se estudia la formación de este dímero en un catalizador modelo formado por un átomo de Au depositado en la superficie de MgO(100). Se analizaron las situaciones con el átomo de Au adsorbido tanto en un sitio aniónico regular (sitio O2-) como en una vacancia de oxígeno (sitio Fs ). Estos centros Fs se forman por eliminación de un átomo de O neutro de la superficie del óxido; como consecuencia, quedan atrapados dos electrones en la propia cavidad. Cuando un átomo de Au se deposita en Fs, existe una transferencia de carga de la vacancia hacia el metal. El estudio teórico se realizó mediante el formalismo DFT (density functional theory) y el código Gaussian03. Una sola molécula de NO interacciona con el átomo de Au soportado con energías de enlace de 1.07 y 0.49 eV para Au/O2- y Au/Fs, respectivamente. Cuando una segunda molécula de NO se acopla a la preabsorbida, formando el dímero, las energías correspondientes son de 0.83 y 1.86 eV, respectivamente. La mayor transferencia de carga hacia el dímero que existe en Au/Fs produce una mayor estabilidad del N2O2. De hecho, la distancia N-N es más corta en Au/Fs (1.36 Å) que en Au/O2- (1.44 Å). Sobre Fs es interesante notar que el dímero se vuelca hacia la superficie, quedando un átomo de O del dímero ligado a un Mg2+ superficial; como consecuencia, el correspondiente enlace N-O se elonga. Finalmente, la reactividad del dímero se evaluó acercando una tercera molécula de NO al sistema N2O2/Au/Fs. Se observó que esta molécula de NO toma un O del dímero produciendo NO2 y N2O sin barrera de activación.