Adsorción de CO, H2 y CO2 en las superficies de CeO2 y Ga2O3/ CeO2

WALTER G. REIMERS, GUADALUPE SOL OTERO, MIGUEL A. BALTANÁS Y MARÍA M. BRANDA

Córdoba

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

Universidad de Córdoba

Se estudió la adsorción de las moléculas CO, CO2 y H2 sobre las superficies de Ga2O3(100), CeO2(111) y sobre una capa fina de Galia crecida epitaxialmente en CeO2(111). Dicho estudio fué realizado por medio del análisis de propiedades electrónicas tales como energías de adsorción, momentos magnéticos, cargas atómicas y un detallado estudio de las geometrías de equilibrio (mínima energía). Se realizó un análisis comparativo de ambas superficies a través de dichas propiedades y de los espectros IR calculados. Todos los cálculos se llevaron a cabo utilizando el método que aplica la teoría del funcional de la  densidad (DFT) en sistemas periódicos mediante el código VASP.  En términos generales se pudo observar que la superficie de Ceria se muestra en todos los casos más reactiva que la superficie de Galia.  Las moléculas de CO e H2 pueden adsorberse con dos configuraciones diferentes (A, acostado y P. parado) en ambos óxidos siendo las Eads obtenidas relativamente cercanas. Las energías de adsorción calculadas sobre Galia muestran características de fisisorción, siendo las dos configuraciones geométricas para el H2 muy similares desde el punto de vista energético como estructural. Para la adsorción de CO la distancia de la molécula a la superficie es menor en la conf. A, sin embargo esta menor distancia a la superficie no se ve reflejada en una mayor energía de adsorción. La distancia de la molécula de CO a la superficie cuando se encuentra en la configuración A es menor, para las dos superficies, que para la conf. P. En concordancia con el mayor acercamiento a la superficie, se encuentra que la Eads para la conf. A es el doble que para la conf. P. Por otro lado la adsorción de la molécula de H2 prefiere adsorberse en conf. P, en ambas superficies, aunque la diferencia nuevamente es destacada para la superficie de Ceria, siendo Eads en conf. P el doble que la correspondiente a conf. A.                         La molécula más reactiva en la adsorción es la de CO2 siendo mucho más aún sobre la superficie de Ceria. En este último caso la molécula adsorbida sufre una leve deformación del ángulo típico de 180°.  La superficie de Galia crecida sobre Ceria(111) se ha mostrado, para las tres moléculas estudiadas, mucho más reactiva que ambos óxidos puros, obteniendo resultados para las energías de adsorción correspondientes a quimisorción superficial.