OXIDACIÓN CATALÍTICA DE CO EN NANOALEACIONES IrAu: ANÁLISIS TERMODINÁMICO Y CINÉTICO MEDIANTE DF

MARCELO M. MARISCAL; GERMÁN J. SOLDANO; CAPPELLARI, PAULA S.

San Miguel de Tucumán

Congreso; XXI CONGRESO ARGENTINO DE FISICOQUIMICA Y QUIMICA INORGÁNICA; 2019

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica (AAIFQ)

En catálisis heterogénea comprender el mecanismo de reacción y la naturaleza de las especies reactivas bajo las condiciones de reacción experimentales es el primer paso en el diseño de catalizadores más consistentes, confiables y prácticos. La oxidación catalítica CO por oxígeno mólecular (O2) es una reacción ampliamente estudiada debido a su impacto industrial y ambiental. Es común que nanoaleaciones bimetálicas presenten un alto grado de actividad catalítica en diversas reacciones. En particular, se ha evidenciado experimentalmente que nanoaleaciones de IrAu son excelentes catalizadores para la reacción de oxidación de CO.Utilizando cálculos de la teoría del funcional de la densidad (DFT) estudiamos el mecanismo de disociación de O2 y de oxidación de CO en superficies de Ir y Au puros como así también en superficies mixtas IrAu. Por termodinámica ab initio, se encontraron las configuraciones más estables y los sitios de preferencias de adsorción para cada cubrimiento de CO y oxígeno atómico (Oatm). A través del método de banda elástica (NEB), se evaluaron las energías de activación para la disociación de O2 y la formación de CO2 a partir de la oxidación de CO. Es ampliamente aceptado que la oxidación de CO en superficies metálicas ocurre mediante el mecanismo de Langmuir-Hinshelwood (LH). Se analizaron dos vías posibles para la oxidación de CO. Se observó una marcada disminución en la energíade activación para la reacción elemental en la interfaz IrAu. En tanto que la reacción vía intermediario es la ruta preferida en Ir puro, no así en la superficie mixta.Los resultados teóricos presentados en este trabajo permiten interpretar los resultados experimentales previamente reportados respecto a los mecanismos de reacción. Las superficies IrAu presentan una mejora notable en la catálisis de oxidación de CO con respecto a sus contrapartes puras. De aquí se deduce que maximizar la interfaz Ir-Au potencia el poder catalítico de la nanoestructura.