ADSORCIÓN DE CO SOBRE PT SOPORTADO EN TIO2(101) ANATASA

GABRIELA F. CABEZA; CECILIA I. N. MORGADE; CHARITO VIGNATTI

Rio Cuarto

Encuentro; VI Encuentro de Física y Química de Superficies; 2014

La reacción de Water Gas Shift (WGS) es crucial en la producción de H2 para celdas de combustible [1]. Entre los catalizadores estudiados se encuentra el Pt soportado sobre diferentes óxidos siendo la titania uno de los más activos. El TiO2 es un fotocatalizador en sí mismo que mejora sus propiedades oxido-reductoras al ser dopado con N; es por ello que se ha estudiado la adsorción de CO sobre un cluster piramidal de 4 Pt depositado sobre la superficie TiO2(101) de anatasa, no dopada y dopada con N en sustitución de O. Los cálculos se realizaron empleando el código VASP [2] dentro del formalismo de la Teoría de la Funcional Densidad, con la inclusión del coeficiente de Hubbard (DFT+U) actuando sobre los estados 3d del Ti e incluyen polarización de spin. La energía de corte de las ondas planas fue de 400 eV. Se utilizó el método PAW y los efectos de correlación e intercambio fueron descriptos mediante la aproximación GGA. Para modelar el sistema CO-Pt-TiO2 se empleó una supercelda de (2 × 2 × 1) y la grilla de Monkhorst-Pack de 5 × 5 × 1 puntos k. Los cálculos muestran que el dopado sustitucional con N estabiliza el sistema Pt-TiO2(101) en aproximadamente 2,35 eV y que el catalizador formado por la anatasa dopada junto con el Pt adsorbido se reduce (carga neta pasa de 0.275 e a 0.252 e) en presencia del CO adsorbido que se oxida (carga neta pasa de -0.275 e a -0.252 e). Estos resultados favorecen la hipótesis de que el catalizador dopado con N sería un buen candidato para la  reacción de WGS ya que favorecería la oxidación del CO a CO2.   [1] C. Vignatti, M. Avila, C. Apesteguia, T. Garetto Int. J. of Hidrogen Energy 35 (2010) 7302-7313 [2] G. Kresse, J. Hafner; Phys. Rev. B 47 (1993) 558 (R)