Energéticas del metanol y el metoxí adsorbidos en Pt{111} por microcalorimetría

Área de la Ciencia:

• Ciencias de la superficie Ciencias de la superficie.
• Química Física es la química física.
• La catálisis de la catálisis.

Sus antecedentes:

• Comprender la adsorción y disociación de metanol en las superficies de platino es crucial para la catálisis.
• Estudios anteriores han utilizado métodos computacionales, pero se necesita una validación experimental de la energética.

Objetivo del estudio:

• Determinar experimentalmente el calor de adsorción y la probabilidad de adherencia del metanol en Pt limpio y previamente cubierto de oxígeno 111).
• Para investigar la energía de la adsorción de metanol, la formación de methoxy, y la disociación de metanol en Pt111).
• Para comparar los resultados experimentales con las predicciones de la Teoría Funcional de Densidad (DFT).

Principales métodos:

• Se empleó la Calorimetría de Adsorción de Cristal Único (SCAC) para medir los calores de adsorción y las probabilidades de adherencia.
• Los experimentos se llevaron a cabo en superficies limpias y previamente cubiertas de oxígeno Pt111) a varias temperaturas (100-210 K).
• El análisis incluyó la determinación de las entalpias estándar de formación y las entalpias de enlace.

Principales resultados:

• En Pt{111} limpio, el calor de adsorción de metanol fue de 60,5 ± 0,8 kJ/mol a baja cobertura, con una entalpía estándar de formación de -263 ± 0,8 kJ/mol.
• En Pt111 precubierto de oxígeno, se determinaron los valores energéticos para el metoxí adsorbido: ΔHf° [CH3O ad] = -170 ± 10 kJ/mol y CH3O-Pt111 con una entalpía de enlace de 187 ± 11 kJ/mol.
• Se encontró que la disociación de metanol a metoxy y H adatom en Pt ((111) era endotérmica (+57 kJ / mol).
• La probabilidad de adherencia para el metanol fue >0.95 en coberturas <0.2 ML y temperaturas ≤150 K.
• Los cálculos de DFT subestimaron las energías de enlace del metanol y el metoxí adsorbidos en 15-52 kJ/mol.

Conclusiones:

• La adsorción de metanol en Pt(111) es energéticamente favorable, formando intermedios metoxicos estables.
• La disociación del metanol adsorbido en Pt{111} es termodinámicamente cuesta arriba, lo que sugiere que no es una vía fácil.
• Los datos experimentales destacan las limitaciones de los métodos actuales de DFT para predecir con precisión las energías de enlace superficial.