Estudio DFT de la adsorción de nH sobre el intermetálico PdGa

BECHTHOLD, PABLO; ORAZI, VALERIA; JASEN, PAULA; E. GONZÁLEZ; A. JUAN

Bahía Blanca, Buenos Aires

Jornada; VII jornadas abiertas de física; 2012

En diversos procesos de síntesis de termoplásticos, resulta necesario contar con catalizadores con capacidad de hidrogenación selectiva del acetileno. Los catalizadores típicos se componen de Pd dispersado en óxidos metálicos y si bien presenta alta actividad se ve limitado en su selectividad y estabilidad. Dicha selectividad suele atribuirse a la presencia de conjuntos de sitios activos y puede incrementarse en la medida que se logre el aislamiento del sitio activo incrementando las distancias promedio Pd-Pd y reduciendo la coordinación de Pd. Esto se ha logrado parcialmente aleando Pd superficialmente con otros metales, sin embargo no resisten en estabilidad bajo condiciones de reacción. Se ha propuesto en la literatura que partiendo de aleaciones masivas PdGa se podría lograr la aislación de los sitios y consecuentemente una mejora en la selectividad catalítica. En este trabajo se empleó la teoría del funcional de la densidad (DFT), para evaluar el comportamiento de compuestos bi-metálicos PdGa en presencia de átomos de hidrógeno. Puesto que es uno de los componentes de la reacción para la obtención de acetileno a partir del etileno. La estructura cristalina de PdGa (del tipo FeSi) presenta átomos de Pd convenientemente aislados y con un entorno de átomos de Ga a una distancia de 2.710 Å, como se los requiere para la hidrogenación parcial selectiva del acetileno. Nuestros cálculos indican que la pequeña interacción Pd-Pd en estos intermetálicos y que la adsorción de hidrógeno solo ocurre en sitios TOP sobre átomos de Pd. Las energías calculadas muestran que si la adsorción se referencia por molécula de H2, la relación Pd/H debe ser mayor o igual a 1. El análisis del enlace indica además que el H afecta el enlace Pd-Pd y que un segundo H causa un menor efecto confirmando la idea de un sitio aislado. Las frecuencias de vibración Pd-H es 1669.82 y de Pd-slab es de 113.13 cm-1. Dichos resultados se comparan con complejos biatómicos Pd-H aislados en argón sólidos y en superficies (100) de Pd FCC.