Estudio DFT del cambio del dipolo superficial debido a la adsorción de átomos y moléculas sobre la superficie de Pt(111)

MARIANA ISABEL ROJAS; EZEQUIEL PEDRO MARCOS LEIVA

Córdoba

Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2011

AAIFQ

ESTUDIO DFT DEL CAMBIO DEL DIPOLO SUPERFICAL DEBIDO A LA ADSORCIÓN DE ÁTOMOS Y MOLÉCULAS SOBRE LA SUPERFICIE DE Pt(111)   M.I. Rojas, E.P.M. Leiva Departamento de Matemática y Física, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba, 5000 Córdoba, Argentina. E-mail: mrojas@fcq.unc.edu.ar   La actividad catalítica de algunas superficies se puede modificar reversiblemente, incrementando o disminuyendo la actividad catalítica por medio del bombeo de iones a la interface gas/catalizador. Cuando se emplea un electrolito conductor de cationescomoy se aplica una polarización negativa al electrodo, se produce una migración de los átomos metálicos fuertemente polarizados representados comúnmente como , que da lugar a la formación de una doble capa y por consiguiente a una modificación de la función trabajo del metal expuesto. El cambio en el dipolo superficial del catalizador se manifiesta en un cambio en la actividad catalítica que es reversible y predecible sobre la base de modelos [1-3]. Estos cambios en la superficie del catalizador modifican la energía de adsorción de los reactantes y la cinética de la reacción. En un trabajo reciente hemos simulado el bombeo de átomos de  sobre la superficie de [4] como función del potencial químico aplicado. A cubrimientos bajos el film posee una estructura desordenada pero a un cubrimiento de el film posee una estructura debido a las fuertes interacciones laterales repulsivas entre los átomos de . Esta estructura es la misma que observó Vayenas [2] experimentalmente por STM. Aunque las simulaciones reflejan los resultados experimentales, se plantea la cuestión de por qué el bombeo de  sobre la superficie oxidada mejora la actividad catalítica de la superficie para ciertas reacciones. Si bien existen una serie de enfoques fenomenológicos exitosos, es deseable una explicación en términos de cálculos a partir de primeros principios. En el presente trabajo, se estudian los cambios en el dipolo superficial debido a la adsorción de átomos de u , como también de moléculas desobre superficies de Pt(111) limpias u oxidadas. Se evalúan  los cambios del dipolo superficial por medio de cálculos de Teoría del Densidad Funcional (DFT), con polarización de espín (sp) tal como se encuentran implementados en el programa SIESTA [5], y se analiza la influencia producida por estos adsorbatos en algunas reacciones sencillas.   [1] C.G. Vayenas, S. Bebelis, I.V. Yentekakis, en: G. Erlt, H. Knötzinger, J. Weitcamp (Eds.) Handbook of Catalysis, VCH, Weinheim, 1997, p. 1310-1338. [2] C. Vayenas and S. Brosda, Solid State Ionics 154-155 (2002) 243. [3] G. Vayenas and S. Brosda and C. Pliangos, J. Catal. 216 (2003) 487. [4] M.I. Rojas, M.M. Mariscal, E.P.M. Leiva, Electrochimica Acta 55 (2010) 8673-8679. [5] J. M. Soler, E. Artacho, J. D. Gale, A. García, J. Junquera, P. Ordejón, D. Sánchez-Portal, J. Phys.: Condens. Matter 14 (2002) 2745.