Se llevó a cabo la simulación del comportamiento electrónico de nanopartículas bimetálicas de Pd-Pt mediante cálculos mecanocuánticos, utilizando la teoría del funcional de densidad, con el fin de predecir la influencia en dicho comportamiento, de factores como el tamaño y la composición estequiométrica de la nanopartícula. Al considerar nanopartículas con carga neutra, se encontró, mediante el análisis de cargas de Bader que los átomos externos de Pd presentan una carga positiva, lo cual concuerda con análisis experimentales mediante XPS de catalizadores de Pd-Pt soportados. De las simulaciones, se encontró que las nanopartículas exhiben una transferencia de carga del Pd al Pt. Este resultado da crédito a la idea que especies electrodeficientes de Pd son las responsables de la función hidrogenante, de estos catalizadores, en la hidrodesulfuración del dibenzotiofeno. También se encontró que la influencia del tamaño de la nanopartícula no afecta la distribución electrónica, y que la composición estequiométrica es el factor que más influye en dicha propiedad de las nanopartículas.
Introducción
Los catalizadores heterogéneos que suelen consistir en nanopartículas metálicas dispersas apoyadas en materiales porosos como los óxidos metálicos han llamado la atención para conocer mejor su estructura y propiedades electrónicas. A diferencia de las nanopartículas monometálicas, las nanopartículas bimetálicas muestran una mejora significativa en la actividad, selectividad, estabilidad y prevención del envenenamiento en las reacciones de oxidación, hidrogenación e hidrodesulfuración (HDS), debido a los efectos sinérgicos, geométricos y electrónicos, y/o a los sitios mixtos que pueden ser alterados dependiendo del método de preparación. Se ha observado un comportamiento diferente y ocasionalmente mejorado, incluso si el segundo metal muestra una actividad catalítica pobre, debido a la influencia mutua de los diferentes átomos vecinos que participan en las complejas interacciones metal-metal y metal-soporte. Además, es bien sabido que la adición de una segunda especie metálica afecta a la densidad electrónica y, por tanto, a los fenómenos de adsorción/desorción de reactivos o compuestos intermedios. Dependiendo de la afinidad electrónica del segundo metal añadido, el comportamiento catalítico se vería potenciado o no.
Las nanopartículas bimetálicas soportadas, como el Pd-Pt/γ-Al2O3, han sido ampliamente investigadas como catalizadores para la HDS de los dibenzotiofenos (DBT), y para la oxidación del metano. En la HDS de los DBT, se observó una selectividad significativamente mejorada hacia la vía de hidrogenación de la desulfuración a una relación molar Pd/(Pt+Pd) de 0,8.
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