Energéticas de la adsorción y reacción del ciclohexeno en Pt{111} por microcalorimetría a baja temperatura

Área de la Ciencia:

• Ciencias de la superficie Ciencias de la superficie.
• Física Química Física Química es la física de la química.
• Ciencia de los materiales Ciencia de los materiales.

Sus antecedentes:

• Comprender el comportamiento de adsorción de los hidrocarburos en las superficies metálicas es crucial para la catálisis.
• El ciclohexeno es una molécula modelo para el estudio de reacciones que implican la activación de enlaces C-H y la deshidrogenación.
• El platino (Pt) es un catalizador clave en muchos procesos industriales.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la adsorción de ciclohexeno en una superficie de platino.
• Para determinar el calor de adsorción y la probabilidad de adherirse en función de la cobertura.
• Para dilucidar el estado de adsorción y las vías de reacción del ciclohexeno en Pt{111} a diferentes temperaturas.

Principales métodos:

• Se empleó calorimetría de adsorción de cristal único para medir las entalpias de adsorción.
• Se midió la probabilidad de adherencia para comprender la dinámica de la interacción inicial.
• Los experimentos se llevaron a cabo en el rango de temperatura de 100 300 K.

Principales resultados:

• A 100 K, el ciclohexeno se adsorbe intacto a través de la unión di-sigma, con un calor de adsorción descrito como (130 - 47 θ - 1250 θ2) kJ/mol.
• Esta adsorción intacta produce una fuerza de enlace sigma C-Pt de 205 kJ/mol.
• A 281 K, el ciclohexeno se deshidrogena tras la adsorción, formando 2-ciclohexeno y H adsorbidos, con calor de adsorción descrito como (174 - 700 θ + 761 θ2) kJ/mol.
• Se encontró que la probabilidad de adherencia de baja cobertura (> 0.95) era independiente de la temperatura por debajo de 0.10 ML.

Conclusiones:

• El estado de adsorción del ciclohexeno en Pt111) es dependiente de la temperatura, pasando de la adsorción intacta a la deshidrogenación.
• El estudio proporciona datos termodinámicos cuantitativos (entalpias de formación, fuerzas de enlace) para el ciclohexeno y su producto deshidrogenado en Pt{111).
• La alta probabilidad de adherencia inicial sugiere una adsorción eficiente del ciclohexeno en Pt111) bajo las condiciones estudiadas.