A Study of Nanostructuring Effects on Model Heterogeneous Catalysts

[spa] La catálisis heterogénea juega un gran papel en el mundo. El material activo de un catalizador normalmente se dispersa en forma de nanopartículas. En ciertos casos se ha demostrado que la nanoestructura altera completamente las propiedades catalíticas del material. El objetivo principal de est...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Kozlov, Sergey
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2015
País:España
Institución:Universidad de Barcelona
Repositorio:Dipòsit Digital de la UB
OAI Identifier:oai:diposit.ub.edu:2445/64800
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/2445/64800
http://hdl.handle.net/10803/287972
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Química quàntica
Catàlisi heterogènia
Nanoestructures
Catalitzadors
Quantum chemistry
Heterogeneus catalysis
Nanostructures
Catalysts
Descripción
Sumario:[spa] La catálisis heterogénea juega un gran papel en el mundo. El material activo de un catalizador normalmente se dispersa en forma de nanopartículas. En ciertos casos se ha demostrado que la nanoestructura altera completamente las propiedades catalíticas del material. El objetivo principal de esta tesis es investigar cómo varias formas de nanoestructuración pueden alterar los materiales usados en catálisis heterogénea, a través de cálculos DFT. Los resultados de esta tesis incluyen: 1. Los filos de nanopartículas de Pd adsorben ciertas especies CHxOy significativamente más fuertamente que las caras {111} de las nanopartículas. 2. Los cálculos muestran que nanopartículas de Pd son catalíticamente más activas en la descomposición de metano que las superficies de Pd(111). 3. Las caras {111} de nanopartículas de Pd presentan una actividad catalítica mucho mayor en procesos de hidrogenación comparando con monocristales de Pd(111), siempre y cuando el sistema presenta H absorbido. 4. La aplicación de los Hamiltonianos topológicos propuestos en este trabajo a nanoparticulas de aleaciones bimetálicas permite optimizar su estructura en base a los resultados de cálculos de estructura electrónica. 5. El efecto de la superficie de MgO(100) en las propiedades físicas y adsorbentes de nanopartículas de Pd127 y Pt127 de 1.6 nm de tamaño depositadas puede ser insignificante. 6. La saturación de la superficie de las nanopartículas Pd127 y Pt127 con átomos de H afecta a su estructura geométrica y electrónica y a sus propiedades adsorbentes mucho más que la presencia del soporte de MgO(100). 7. Nanoislas formadas sobre la superficie de CeO2(111) exponen escalones con una estructura electrónica modificada y una mayor reducibilidad. 8. Los métodos (aquí propuestos) para calcular las energías absolutas de los escalones proporcionan una exactitud estadística superior al método preexistente a pesar del menor número de cálculos necesarios. 9. La estructura de las capas de Ce2O3 depende del substrato en el que crecen. 10. La estructura distorsionada (“zigzag”) de capas de PdZn sobre Pd(111) es más estable que la estructura convencional para monocapas y para capas cubiertas por moléculas de CO.