Estudio químico cuántico de la adsorción de CO sobre pequeñas partículas de Cu soportadas en SiO2

GRACIELA R. GARDA; SILVIA A. FUENTE; RICARDO M. FERULLO; NORBERTO J. CASTELLANI

Santa Fe

Congreso; XIV Congreso Argentino de Catálisis; 2005

Universidad Nacional del Litoral

Se estudió la adsorción de CO sobre pequeñas partículas de cobre (Cu1, Cu2 y Cu3) depositadas en un defecto ≡Si-O· de la superficie de sílice. Se utilizó el formalismo DFT (Density Functional Theory) aplicando el híbrido B3LYP para el funcional de intercambio y correlación. La superficie SiO2(111) fue representada siguiendo la estructura ideal de la β-cristobalita usando el cluster Si3O4(OH)6. Los orbitales atómicos del C, O y Si se representaron por la base 6-31G. Para el Cu se empleó la aproximación ECP (effective core potential) junto con la base [8s5p5d/3s3p2d] para los orbitales 3s23p63d104s1 del Cu. Se optimizó la geometría del CO, Cu y oxígeno del defecto, y se calcularon las energías de adsorción y las frecuencias de vibración. Se observó una tendencia general a formar una estructura lineal Osop-Cu-C-O. El CO se adsorbe con una intensidad de adsorción que varía según: Cu1 > Cu2 ≥ Cu3. Con respecto a las frecuencias vibracionales, mientras que para los sistemas de capa cerrada (Cu1/SiO2, Cu3/SiO2) la molécula CO muestra, en comparación con la del CO libre, los corrimientos de frecuencia más bajos, para el sistema de capa abierta (Cu2/SiO2) muestra el corrimiento más alto (≈-90 cm-1). Este comportamiento puede estar relacionado con las diferentes polarizabilidades esperadas para la interacción CO-Cu/SiO2. La señal a 2130 cm-1 observada experimentalmente para catalizadores de Cu/SiO2 reducidos podría ser asignada a la adsorción de CO sobre Cu atómico unido a un O paramagnético del soporte.