Estudio DFT de la disociación de H2O sobre Au/Fe2O3: primer paso de la reacción de desplazamiento de gas de agua (WGSR)

SILVIA A. FUENTE; CAROLINA ZUBIETA; RICARDO M. FERULLO; PATRICIA G. BELELLI

Bahia Blanca

Congreso; XIX Congreso Argentino de Catálisis VIII Congreso de Catálisis del Mercosur; 2015

Los óxidos de hierro han sido objeto de numerosos estudios debido a su importancia en catálisis, en procesos geoquímicos y medioambientales. La hematita (α-Fe2O3) es uno de los más estable en la naturaleza. Por otro lado, pequeñas partículas de 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 modelo de catalizador para la reacción de desplazamiento de gas 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 compuesto por un cluster de cinco átomos de Au sobre α-Fe2O3(0001). También, se estudió la reacción sobre α-Fe2O3(0001) limpia y sobre el cluster de Au5 libre. 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/α-Fe2O3(0001), disminuyendo a la mitad la barrera de activación. La reacción ocurre en la interfaz metal/óxido.