Adsorción de CO2 en las superficies de CeO2 y Ga2O3

W.G. REIMERS, M.A. BALTANÁS Y M. M. BRANDA

Congreso; 95 Reunión de la Asociación Física Argentina; 2010

Entender la interacción entre adsorbatos y superficies metálicos es de fundamental interés en varios campos tecnológicos y en particular en el de Catálisis Heterogénea. El CeO2 (Ceria) tiene la propiedad de tomar o liberar oxígeno a través de procesos redox que involucran el par Ce4+/Ce3+, el cual juega un papel muy importante en muchos procesos de oxidación, como por ejemplo en los catalizadores de tres vías. En los últimos años también se ha vislumbrado un creciente interés en el estudio de la superficie de Ga2O3 (Galia) como catalizador y soporte de catalizadores, la cual posee atomos de Ga octaédricos y tetraédricos. Con el objetivo de conocer m_as profundamente las propiedades adsortivas superficiales de estos óxidos, se ha estudiado la interacción de la molécula de CO2 con las superficies de Ceria y de Galia, exponiendo sus caras más estables, (111) y (100) respectivamente. Para ello se realizaron cálculos DFT, se estudiaron geometrías de equilibrio así también como propiedades electrónicas tales como energías de adsorción y cargas atómicas de Voronoi. A partir de los resultados obtenidos, cargas atómicas correspondientes a la molécula adsorbida, la suma de dichas cargas con la del atomo superficial más cercano de O y las tres longitudes de enlace C-O luego de la optimización geométrica podemos confirmar la formación de aniòn carbonato (CO3=) en las superficies de ambos óxidos. Por lo tanto, las superficies sin defectos de CeO2 (111) y Ga2O3 (100) son reactivas frente a la molécula de dióxido de carbono, actuando como oxidante frente a dicha molécula, para formar el anión carbonato.