Mecanismos de oxidación del CO en las películas delgadas CoO-Pt

Área de la Ciencia:

• Ciencias de la superficie
• Catálisis heterogénea
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• La comprensión de la oxidación de CO en las interfaces de óxido de metal es crucial para la catálisis.
• Los óxidos de cobalto (CoO) en el platino (Pt) son sistemas modelo para el estudio de las interacciones de óxidos reducibles.
• El papel de las vacantes de oxígeno en la oxidación de CO en las películas de CoO requiere una investigación detallada.

Objetivo del estudio:

• Investigar la reacción de oxidación de CO en las películas de submonocapa y de CoO multicapa en Pt{111).
• Para aclarar la influencia de las vacantes de oxígeno en las películas de CoO en la actividad de oxidación de CO.
• Comprender las vías de adsorción de CO y de formación de carbonatos en las superficies de CO.

Principales métodos:

• Espectroscopia de fotoelectrones de rayos X bajo presión ambiente (AP-XPS).
• Microscopía de túnel de barrido de alta presión (HP-STM).
• Cálculos de la teoría funcional de la densidad (DFT).

Principales resultados:

• Las películas de CoO parcialmente oxidadas con vacíos de oxígeno presentan una oxidación significativamente mayor de CO a CO2 a temperatura ambiente.
• Las películas de CO sin vacíos de oxígeno muestran una formación mínima de CO2 y adsorben CO como carbonatos estables.
• La formación de carbonato ocurre preferentemente en los bordes de las islas de CoO de la submonocapa, desactivando estos sitios.

Conclusiones:

• Las vacantes de oxígeno en las películas de CO son clave para promover la oxidación de CO.
• La presencia o ausencia de vacantes dicta la vía de reacción (formación de CO2 frente a la adsorción de carbonato).
• Comprender los mecanismos impulsados por la vacante y los efectos de borde es vital para diseñar catalizadores eficientes.