Estudio teórico de la interacción de CO adsorbido sobre Pt13 cuboide soportado sobre rutilo TiO2(110)

ABEL. S. MALDONADO; SUSANA B. RAMOS; GABRIELA F. CABEZA

Bariloche

Congreso; 107a Reunión Nacional de Física; 2022

AFA

La adsorción de partículas subnanométricassobre superficies de óxidos tales como el TiO2 juega un rol muy importante para el diseñode catalizadores heterogéneos modelo. Un trabajo experimental reciente basadoen microscopía electrónica de transmisión de barrido dinámico (STEM) mostróque, para clústeres depositados sobre carbón, existe una fuerte tendencia delclúster a adoptar una estructura consistente con la celda cúbica de laestructura FCC, con un átomo faltante en uno de los vértices, estructura a lacual se la denominó “cuboide” [1]. Esto nos ha motivado a considerar dichaestructura en forma aislada, como otro posible isómero de baja energía, a losefectos de comparar su estabilidad relativa frente a otras estructuraspreviamente estudiadas por nuestro grupo (icosaédrica (Ih), octaédrica (Oh) ytipo doble triángulo (DT)) [2]En este trabajo investigamos la adsorción delmonóxido de carbono (CO) sobre clústeres cuboides de Pt13depositados sobre la superficie reducida de TiO2(110), empleando cálculosbasados en la teoría de la funcional densidad (DFT+U), incluyendo elcoeficiente de Hubbard (U) en el óxido. El objetivo es caracterizar el sistema clúster/sustrato para proveerinformación relevante respecto a aspectos estructurales, energéticos y detransferencia de carga que resultan fundamentales a la hora de evaluar lacapacidad catalítica del sistema.    Estudios preliminares nos han permitidoobservar que el clúster aislado Pt13 cuboide, es estable en formaaislada (-4.37 eV/at), y tiende a estabilizarse (-7.40 eV/at) odesestabilizarse (-3.50 eV/at) dependiendo de la orientación al depositarsesobre la superficie, experimentando una restructuración de manera deincrementar la interacción con la superficie. En este trabajo analizamos primero lasconfiguraciones de Pt13 cuboide aislado y depositado a los efectos decaracterizar sus estructuras de equilibrio, y determinar sus energías decohesión, momentos magnéticos y espectro vibracional. Como paso siguiente, seestudió la adsorción de CO en diferentes sitios, para determinar cuáles son losmás favorables en vista al rol importante que juega el sistema Pt/rutilo comocatalizador en la reacción de oxidación de CO para formar CO2.Referencias[1] Henninen et. al, Angew Chem.131 (2019) 2-9[2] Maldonado et al., J. of Molec. Catalysis A433C (2017) 403-413[3] Maldonado et al., J. of Physicsand Chemistry of Solids 131 (2019) 131-138