INVESTIGADORES
RAMOS Susana Beatriz
congresos y reuniones científicas
Título:
Efecto del cambio de forma del Pt13 en su interacción con TiO2(110) reducido
Autor/es:
A, MALDONADO; S. B. RAMOS; G. F. CABEZA
Lugar:
Río Cuarto
Reunión:
Jornada; XXI Jornadas de Superficies y Materiales Nanoestructurados; 2022
Institución organizadora:
Universidad Nacional de Río Cuarto
Resumen:
La adsorción de partículas subnanométricas sobre superficies de óxidos tales como el TiO2 juega un rol muy importante para el diseño de catalizadores heterogéneos modelo. En este trabajo investigamos clústeres de Pt13 depositados sobre la superficie de TiO2(110), a través de cálculos basados en la teoría de la funcional densidad (DFT+U). El objetivo es caracterizar el sistema cluster/sustrato para proveer información relevante respecto a aspectos estructurales, energéticos y de transferencia de carga que resultan fundamentales a la hora de evaluar la capacidad catalítica del sistema.Trabajos previos utilizando esta misma metodología de estudio nos permitieron determinar las configuraciones de equilibrio para clústeres de Pt13 aislados, encontrando que estructuras más abiertas del tipo de planos apilados (“layered”) son más estables que las estructuras más compactas y simétricas tales como las icosaédrica (Ih) y octaédrica (Oh) [1]. Por otro lado, un trabajo experimental basado en microscopía electrónica de transmisión de barrido dinámico (STEM) mostró que, para clústeres depositados sobre carbón, existe una fuerte tendencia del cluster a adoptar una estructura consistente en la celda cúbica de la estructura FCC, con un átomo faltante en uno de los vértices, estructura a la cual se la denominó “cuboide” [2]. Esto nos ha motivado a considerar también dicha estructura en forma aislada, como otro posible isómero de baja energía, a los efectos de comparar su estabilidad relativa frente a las estructuras antes mencionadas. Como siguiente paso, consideramos la adsorción de estos isómeros de más bajas energías, sobre la superficie de TiO2(110). Estudios preliminares nos han permitido observar que el clúster Pt13-Oh, que es inestable en forma aislada, tiende a estabilizarse al depositarse sobre la superficie, experimentando una fuerte restructuración en la cual el cluster de Pt se oxida y se deforma de manera de incrementar la interacción con la superficie [3]. En este trabajo analizamos primero las configuraciones mencionadas del Pt13 aislado, a los efectos de caracterizar sus estructuras de equilibrio, determinar sus energías de cohesión, momentos magnéticos y espectro vibracional. Como paso siguiente, modelamos el sistema Pt13-rutilo para caracterizar la interacción del clúster con la superficie del óxido reducido evaluando estructuras de equilibrio, energías de adsorción, efectos de transferencia de carga y densidad de estados electrónicos. A partir de los resultados obtenidos se pretende determinar cuáles configuraciones son las más favorables para una eventual adsorción de monóxido de carbono, en vista al rol importante que juega el sistema Pt/rutilo como catalizador en la reacción de oxidación de CO para formar CO2.REFERENCIAS1. A. S. Maldonado, G. F. Cabeza, and S. B. Ramos. J. of Phys. and Chem. of Solids 131 (2019) 131. 2. T. R. Henninen, M. Bon, F. Wang, D. Passerone and R. Erni. Angew. Chem. 59 (2020) 839. 3. A. S. Maldonado, G. F. Cabeza, and S. B. Ramos. J. of Molecular Catalysis: Chemical A 433 (2017) 403.