Estudio teórico del comportamiento reactivo del CO y del NO sobre metales de transición

Graciela R. Garda.

2000.

134 h. : ilus. ; 30 cm. .

Tesis--Universidad Nacional del Sur, 2000.

Resumen: En esta tesis se estudia teoricamente el comportamiento reactivo del NO y del CO sobre Rh(111) y Pd(111) utilizando un método semiempírico de orbitales moleculares (ASED). Se consideran los sitios de adsorción de cada especie, la estructura electrónica relacionada y la posibilidad de interacción entre estos adsorbatos. Se estudia especialmente el comportamiento disociativo del NO comparado con el de CO. Se proponen mecanismos de disociación y se considera la posible formación de la especie NCO. Los resultados obtenidos siguen las tendencias señaladas por lo reportado experimentalmente. Las exigencias actuales sobre los niveles de contaminación gaseosa proveniente de los gases de escape de motores de combustión ha implicado que la industria automotriz modificara los diseños de los motores empleando procesos de combustión más eficientes. Simultáneamente se buscó actuar sobre los gases de escape mediante catalizadores de acción muy específica a fin de oxicar algunas moléculas (monóxido de nitrógeno). Esto último se ha logrado gracias al aporte de la Catálisis Heterogénea, que desarrolló nuevos materiales con excelentes propiedades de actividad, selectividad y resistencia al envenenamiento. con la intención de aportar elementos de análisis complementarios y novedosos al experimentalista es que en este trabajo se estudian teóricamente las propiedades adsortivas y disociativas del gas nocivo NO sobre catalizadores modelo de rodio y paladio. Un estudio paralelo se realiza con el CO, otro protagonista indeseado como contaminante ambiental. Complementariamente se analiza la interacción entre ambos poluentes, que bajo ciertas condiciones lleva a productos finales no contaminantes como el N2 y el CO2. De manera general se estudia en primer lugar la adsorción molecular de las especies CO y NO sobre Pd(111) y Rh(111) utilizando un método semiempírico de orbitales moleculares. Los resultados se discuten en base a un análisis de la estructura electrónica y de las energías de adsorción. Se analizan las posibles consecuencias de la ineracción entre los adsorbatos. Luego se estudia la posibilidad de disociación del NO en las mismas superficies proponiéndose un mecanismo adecuado al efecto. En el primer capítulo, se presentan resultados sobre estudios de las propiedades de las especies CO y NO y de los mecanismos de reacción entre ellas sobre metales de transición, especialmente rodio y paladio, propuestos por otros autores. También se considera la estructura electrónica de los adsorbatos con un detalle de los orbitales atómicos y moleculares implicados. Se incluyen algunas características de la superficie cristalina relacionadas con el mecanismo de adsorción (quimisorción). En un segundo capítulo se exponen los elementos teóricos que se utilizan en este trabajo y se presenta el método semiempírico de orbitales moleculares ASED. Se introducen previamente algunos conceptos generales de la mecánica cuántica. Finalmente se explica brevemente la modelización de la superficie metálica. En el capítulo III se presentan los parámetros del método ASED a utilizar en los cálculos. Se realiza un primer estudio de la sdsorción de las especies CO y NO sobre la cara (111) de rodio y paladio. Se investiga la posibilidad de las interacciones intermoleculares en los pares CO-NO, NO-NO y CO-CO. En el capítulo IV, se estudia la adsorción molecular del NO y sus características disociativas comparadas con aquéllas del CO. En el capítulo V se considera la formación de la especie isocianato como producto inermedio entre CO+NO y los gases inocuos N2 y el CO2. Las conclusiones generales se presentan en el capítulo VI. CALIFICACION DEPARTAMENTO DE GRADUADOS Calificación de la defensa oral: 10 (diez) Fecha: 29/9/00

Incluye referencias bibliográficas.