Estudio teórico de la adsorción y difusión de C sobre Pd(111)

MATÍAS A. QUIROGA; GABRIELA F. CABEZA; MIGUEL D. SÁNCHEZ

Bahía Blanca

Congreso; III Encuentro de Física y Química de Superficies; 2007

Depto. de Física - Universidad Nacional del Sur

Este trabajo es parte de un estudio más general que involucra el proceso de formación de materiales carbonosos nanoestructurados, en particular nanofibras de carbono (NFC) sobre catalizadores metálicos constituídos de partículas nanométricas de metal soportado utilizados en la reacción de reformado de metano (CH4) con dióxido de carbono (CO2). Al presente contamos con información experimental obtenida por nuestro grupo sobre la formación y crecimiento de las fibras. Los resultados de la caracterización, mediante técnicas espectroscópicas, indican que la fibra crece desprendiendo a la partícula metálica del sustrato, que el tipo de fibra obtenido se vincula a la forma de la partícula que la genera y que el crecimiento de la fibra se origina a partir de la formación de capas grafíticas sobre la partícula metálica. Para comprender la formación de estas capas graníticas, modelizamos el sistema grafito/metal. En este trabajo presentamos los resultados obtenidos de la adsorción y posible difusión de un átomo de C sobre la superficie lisa y con terraza de Pd(111). La superficie de Pd(111) fue modelada empleando una estructura periódica de 3 capas de átomos y 5 capas de vacío. El estudio de la adsorción y difusión se efectivizó usando superceldas con el C adsorbido en distintas ubicaciones y se encontró que los adátomos se adsorben preferentemente en los sitios hollow. Para encontrar las barreras energéticas de difusión se graficaron curvas de energía de adsorción en función de la coordenada de reacción. Se presentan las curvas de densidades de estados para el Pd, C y el C adsorbido sobre Pd. Los cálculos se realizaron dentro del formalismo de la densidad funcional (DFT). Nuestros resultados muestran que las observaciones son consistentes con los mecanismos de crecimiento relacionados con la difusión de carbono sobre la superficie de paladio.