Combustión total de metanol sobre un catalizador de Au/TiO2: Estudio teórico del mecanismo de reacción

G. D. BELLETTI; E. COLOMBO; S. COLLINS; P. M. QUAINO

San Luis

Encuentro; VIII Encuentro de Física y Química de Superficies; 2018

Universidad Nacional de San Luis

Loscatalizadores basados en nanopartículas de oro soportadas sobreóxidos han sido estudiados intensamente debido a su alta actividadpara catalizar reacciones de oxidación a baja temperatura. Por otrolado, la posibilidad de eliminar compuestos orgánicos volátiles(VOC) mediante combustión catalítica utilizando catalizadores deoro ha sidoestudiada recientemente1,2.Sinembargo, hasta el momento no se han reportado estudios de mecanismode reacción. Por lo tanto, es importante investigar elfuncionamiento a nivel atómico de estos catalizadores con elobjetivo de mejorar y optimizar su diseño. En este contexto, en elpresente trabajo se detalla el mecanismo de reacción obtenido parala combustión de metanol sobre un catalizador que presentananopartículas de Au depositadas sobre superficies (110) de dióxidode titanio (Au/TiO2). Para ello se realizaron modelados en el marco de la Teoría delFuncional de la Densidad (DFT) utilizando el código VASP. Encongresos anteriores se presentó un análisis detallado delreconocimiento e identificación de la geometría, estabilidad yfrecuencias vibracionales de las posibles especies superficiales eintermediarias de reacción3.A partir de estos resultados y con el apoyo de aquellos obtenidos porMES-DRIFT, se propuso un mecanismo de reacción catalítica para laoxidación de CH3OH.Los diferentes pasos de reacción del mecanismo propuesto se hanestudiado individualmente mediante el método Nudged Elastic Band(NEB) que proporciona información sobre los caminos de mínimaenergía en la superficie de energía potencial (PES). Nuestrosresultados muestran una descripción consistente del mecanismo deoxidación total del metanol propuesto, en buen acuerdo con losresultados experimentales.Referencias1. Farnesi Camellone, M., y Marx, D. ?Nature and Role of ActivatedMolecular Oxygen Species at the Gold/Titania Interface in theSelective Oxidation of Alcohols?.Journal of Physical Chemistry C,Vol. 118, No. 36, 20989?21000, 2014.2. Koga, H., Tada, K., y Okumura, M. ?DFT Study of CO OxidationCatalyzed by Au/TiO2:Activity of Small Clusters?. Journalof Surface Science and Nanotechnology,Vol. 13, 129?134, 2015.3. Séptimo encuentro de Física y Quimica de Superficies (EFyQS).Octubrede 2016, Santa Fe, Argentina, 2016p { margin-bottom: 0in; direction: ltr; color: rgb(0, 0, 10); text-align: justify; }p.western { font-family: "CMR10", "Times New Roman", serif; font-size: 11pt; }p.cjk { font-family: "SimSun", "宋体"; font-size: 11pt; }p.ctl { font-family: "CMR10", "Times New Roman"; font-size: 10pt; }a:link { color: rgb(5, 99, 193); }