Estudio de la adsorción de NH3 sobre TiO2

P.G. BELELLI; G.F. CABEZA; G. GÓMEZ; N.J. CASTELLANI

Bariloche (IB)

Congreso; Reunión Sólidos05; 2005

Instituto Balseiro

La iluminaci´on de un semiconductor como el TiO2 produce pares electr´on-hueco que pueden emigrar a su superficie e iniciar una gran cantidad de reacciones tipo redox, llevando a la completa mineralizaci´on de desechos org´anicos disueltos en la fase l´ýquida. As´ý tenemos como ejemplos la fotodegradaci´on oxidativa de fenoles, clorofenoles, anilinas e hidrocarburos c´ýclicos. En este trabajo presentamos un estudio te´orico utilizando herramientas de primeros principios (m´etodos DFT fundamentalmente) para determinar las propiedades reactivas del TiO2 dopado con Pb ante una mol´ecula sonda, en este caso NH3; como propiedades reactivas se entienden aquellas que se derivan de la adsorci´on y reacci´on superficial de dicha mol´ecula sonda. La adsorci´on on-top del amon´ýaco se realiz´o sobre el ´atomo de Ti central pentacoordinado que es el que presenta mayor caracter ´acido de Lewis, de acuerdo con las observaciones experimentales. Se analiza la densidad de estados de los sistemas que representan la superficie (001) de la anatasa con y sin la mol´ecula adsorbida. Los c´alculos se realizaron dentro del formalismo de la densidad funcional (DFT) empleando dos m´etodos: el Gaussian03 y el LAPW(Linearized Augmented Plane Wave). Para el primer caso, la superficie fue representada empleando un cluster de 60 ´atomos. En el m´etodo peri´odico la superficie fue modelizada con un slab de 4 capas de ´atomos y 4 capas de vac´ýo.TiO2 produce pares electr´on-hueco que pueden emigrar a su superficie e iniciar una gran cantidad de reacciones tipo redox, llevando a la completa mineralizaci´on de desechos org´anicos disueltos en la fase l´ýquida. As´ý tenemos como ejemplos la fotodegradaci´on oxidativa de fenoles, clorofenoles, anilinas e hidrocarburos c´ýclicos. En este trabajo presentamos un estudio te´orico utilizando herramientas de primeros principios (m´etodos DFT fundamentalmente) para determinar las propiedades reactivas del TiO2 dopado con Pb ante una mol´ecula sonda, en este caso NH3; como propiedades reactivas se entienden aquellas que se derivan de la adsorci´on y reacci´on superficial de dicha mol´ecula sonda. La adsorci´on on-top del amon´ýaco se realiz´o sobre el ´atomo de Ti central pentacoordinado que es el que presenta mayor caracter ´acido de Lewis, de acuerdo con las observaciones experimentales. Se analiza la densidad de estados de los sistemas que representan la superficie (001) de la anatasa con y sin la mol´ecula adsorbida. Los c´alculos se realizaron dentro del formalismo de la densidad funcional (DFT) empleando dos m´etodos: el Gaussian03 y el LAPW(Linearized Augmented Plane Wave). Para el primer caso, la superficie fue representada empleando un cluster de 60 ´atomos. En el m´etodo peri´odico la superficie fue modelizada con un slab de 4 capas de ´atomos y 4 capas de vac´ýo.TiO2 dopado con Pb ante una mol´ecula sonda, en este caso NH3; como propiedades reactivas se entienden aquellas que se derivan de la adsorci´on y reacci´on superficial de dicha mol´ecula sonda. La adsorci´on on-top del amon´ýaco se realiz´o sobre el ´atomo de Ti central pentacoordinado que es el que presenta mayor caracter ´acido de Lewis, de acuerdo con las observaciones experimentales. Se analiza la densidad de estados de los sistemas que representan la superficie (001) de la anatasa con y sin la mol´ecula adsorbida. Los c´alculos se realizaron dentro del formalismo de la densidad funcional (DFT) empleando dos m´etodos: el Gaussian03 y el LAPW(Linearized Augmented Plane Wave). Para el primer caso, la superficie fue representada empleando un cluster de 60 ´atomos. En el m´etodo peri´odico la superficie fue modelizada con un slab de 4 capas de ´atomos y 4 capas de vac´ýo.NH3; como propiedades reactivas se entienden aquellas que se derivan de la adsorci´on y reacci´on superficial de dicha mol´ecula sonda. La adsorci´on on-top del amon´ýaco se realiz´o sobre el ´atomo de Ti central pentacoordinado que es el que presenta mayor caracter ´acido de Lewis, de acuerdo con las observaciones experimentales. Se analiza la densidad de estados de los sistemas que representan la superficie (001) de la anatasa con y sin la mol´ecula adsorbida. Los c´alculos se realizaron dentro del formalismo de la densidad funcional (DFT) empleando dos m´etodos: el Gaussian03 y el LAPW(Linearized Augmented Plane Wave). Para el primer caso, la superficie fue representada empleando un cluster de 60 ´atomos. En el m´etodo peri´odico la superficie fue modelizada con un slab de 4 capas de ´atomos y 4 capas de vac´ýo.