Estudio DFT de la disociación de H2O sobre Au/Fe2O3: primer paso de la WGSR (water gas shift reaction)

FUENTE, SILVIA; ZUBIETA, CAROLINA EDITH; FERULLO, RICARDO MARIO; BELELLI, PATRICIA GABRIELA

Bahía Blanca

Congreso; XIX CAC y VII MERCOCAT; 2015

Los óxidos de hierro han sido objeto de numerosos estudios debido a su importancia en catálisis, en procesos geoquímicos y medioambientales. La hematita (alfa-Fe2O3) es uno de los más estable en la naturaleza. Por otro lado, las nanopartículas de oro (Au) soportadas sobre óxidos de metales de transición son excelentes catalizadores en numerosas reacciones de interés. Por este motivo se estudia la deposición de pequeños agregados de átomos de Au (clusters) sobre la hematita como posible catalizador para la reacción de reformado de agua (WGSR).En el presente trabajo se evalúa teóricamente la primera etapa de la reacción, que involucra la adsorción y disociación de H2O sobre el catalizador modelo con cinco átomos de Au sobre alfa-Fe2O3(0001). También, se estudió la reacción sobre alfa-Fe2O3(0001) limpia y sobre el cluster de Au libre (Au5). Los cálculos se realizaron mediante la Teoría del Funcional de la densidad (DFT), usando el programa periódico VASP (Vienna Ab-Initio Simulation Package).Si bien la adsorción de H2O resultó ser más estable sobre la superficie limpia de hematita, la reacción de disociación es claramente catalizada sobre la superficie Au5/alfa-Fe2O3(0001), disminuyendo a la mitad la barrera de activación. La reacción ocurre en la interfaz metal/óxido.