El estudio de referencia del método CCSD(T) del modelo de clúster embebido para la molécula débilmente unida CO...

Área de la Ciencia:

• Química Computacional
• Ciencia de Superficies
• Ciencia de Materiales

Sus antecedentes:

• Comprender la adsorción de moléculas sonda como el monóxido de carbono (CO) en superficies de óxidos metálicos es crucial para la catálisis y la ciencia de superficies.
• El dióxido de cerio (CeO2) es un material ampliamente estudiado debido a sus propiedades redox únicas y sus aplicaciones en catálisis.

Objetivo del estudio:

• Evaluar el benchmark de la energía de enlace y la frecuencia de estiramiento vibratorio del CO adsorbido en superficies de CeO2 de índice bajo [(100), (110) y (111)].
• Comparar los cálculos teóricos con los datos experimentales de adsorción de CO en CeO2.
• Investigar el carácter de adsorción (fisiosorción vs. quimisorción) del CO en estas superficies.

Principales métodos:

• Se empleó el método de acoplamiento de clústeres de una, doble y triple perturbación [CCSD(T)] con un enfoque de clúster embebido.
• Se utilizó el conjunto de bases def2-TZ/QZVPP para cálculos de alta precisión.
• Se calcularon las frecuencias vibratorias, incluidas las correcciones anarmónicas, y las energías de adsorción.

Principales resultados:

• Las frecuencias vibratorias teóricas de CO en las superficies de CeO2(100) y CeO2(111) mostraron un buen acuerdo con los valores experimentales (diferencias de 17 cm⁻¹ y 12 cm⁻¹, respectivamente).
• Para la superficie de CeO2(110), los valores teóricos fueron inferiores a las características experimentales (-7 cm⁻¹ y -21 cm⁻¹).
• Las energías de adsorción confirmaron el carácter de fisiosorción del CO en las tres superficies de CeO2 de índice bajo, con valores que oscilan entre -0,17 y -0,40 eV.

Conclusiones:

• El método CCSD(T) proporciona predicciones fiables para la adsorción de CO en superficies de CeO2 de índice bajo.
• El estudio confirma la naturaleza de fisiosorción del CO en las superficies de CeO2(100), (110) y (111).
• Las discrepancias en la superficie (110) pueden indicar una dinámica de adsorción compleja o configuraciones múltiples.