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Estudio de clústeres de cobre (𝑪𝒖𝑵 N=2-5) como almacenadores de co2 usando métodos de primeros principios

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dc.contributor.advisorAlcalá Varilla, Luis Arturo
dc.contributor.advisorPérez Sotelo, Dairo Enrique
dc.contributor.authorNuñez De los Reyes, Wilmer
dc.date.accessioned2020-11-12T18:24:39Zspa
dc.date.available2020-11-12T18:24:39Zspa
dc.date.issued2020-11-12spa
dc.description.abstractSe realizó un estudio teórico sobre la adsorción de CO2 por pequeños clústeres de isómero de cobre CuN (N=2-5) en el marco de primeros principios DFT. La adsorción de la molécula de CO2 en los pequeños clústeres de 〖Cu〗_N no se informa en la literatura según nuestro conocimiento. Las interacciones químicas del sistema 〖Cu〗_N-CO2 son importantes para comprender los mecanismos de oxidación, activación, adsorción y disociación de CO2 catalizados por cobre. El análisis de propiedades, tanto estructurales como electrónicas como geometrías optimizadas, nivel de energía HOMO – LUMO, energía de adsorción (Eads), análisis de población de cargas Lowdin y DOS de los clústeres 〖Cu〗_N y 〖Cu〗_N 〖CO〗_2 en su estado fundamental se presenta de manera integral. Nuestros cálculos indican una activación significativa de 〖CO〗_2, con C – O extendiéndose hasta 1.20-1.26 Å en 〖CO〗_2 adsorbido sobre clústeres de 〖Cu〗_N con respecto a la longitud de enlace de C – O de 1.17 Å en molécula de 〖CO〗_2 gaseoso. También se afirma que el proceso de adsorción es quimisorción, con una longitud de enlace Cu-C y Cu-O en el rango de 2.07-2.26 Å y 2.0-2.15 Å respectivamente. La transferencia de carga de los clústeres de 〖Cu〗_N a la molécula de CO2 fue confirmada por el análisis de carga Lowdin. Se encuentra que la molécula de CO2 adquiere una carga significativa al ser adsorbida en el clúster de Cu, lo que lleva a la formación de la especie 〖〖CO〗_2〗^(-δ) doblada. Por el grafico DOS inferimos que al aumentar el tamaño del clúster 〖Cu〗_N, aumenta su reactividad frente a la adsorción CO2, posiblemente a que la brecha energética entre el core y el máximo de la banda de valencia disminuye, permitiendo que exista una mayor promoción de electrones a niveles más altos de energía y aumento de sitios en la estructura del sistema metálico con mayor riqueza de electrones para formar enlaces covalentes con la molécula de CO2. Tras presentarme la adsorción de CO2, los electrones de la banda del orbital Cu(d) se comparten con las bandas de los orbitales O(p) y C(p) cerca del nivel de fermi, de manera que esta hibridación de orbitales es más fuerte al aumentar el tamaño del clúster.spa
dc.description.degreelevelPregradospa
dc.description.degreenameQuímico(a)spa
dc.description.modalityTrabajo de Investigación/Extensiónspa
dc.description.tableofcontentsAGRADECIMIENTOS .................................................................................................. 4spa
dc.description.tableofcontents1. ANTECEDENTES ..................................................................................................... 8spa
dc.description.tableofcontents2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ....................................................................... 12spa
dc.description.tableofcontents3. JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................ 14spa
dc.description.tableofcontents4. OBJETIVOS ................................................................................................................ 16spa
dc.description.tableofcontents4.1 OBJETIVO GENERAL .............................................................................................. 16spa
dc.description.tableofcontents4.2 OBJETIVOS ESPECÍFICO ........................................................................................ 16spa
dc.description.tableofcontents5. MARCO TEÓRICO ..................................................................................................... 17spa
dc.description.tableofcontents5.1 ESTRUCTURA Y ESTABILIDAD DE CLÚSTERES DE COBRE (CuN) ..................... 17spa
dc.description.tableofcontents5.2 CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Y CARACTERÍSTICAS DE UNIÓN DE CO2 ADSORBIDO EN CLÚSTER DE CuN (N = 7-13 y 19) ..................................................... 19spa
dc.description.tableofcontents5.3 TEORÍA DEL FUCIONAL DE LA DENSIDAD .......................................................... 22spa
dc.description.tableofcontents5.3.1 Densidad Electrónica ....................................................................................... 23spa
dc.description.tableofcontents5.3.2 Modelo de Thomas y Fermi ............................................................................ 24spa
dc.description.tableofcontents5.3.3 Teoremas de Hohenberg y Kohn .................................................................... 25spa
dc.description.tableofcontents5.3.4 Pseudopotencial ............................................................................................... 27spa
dc.description.tableofcontents5.3.5 El código Quantum-ESPRESSO ....................................................................... 28spa
dc.description.tableofcontents6. METODOLOGÍA ....................................................................................................... 29spa
dc.description.tableofcontents7. RESULTADOS ........................................................................................................... 30spa
dc.description.tableofcontents7.1 Métodos Computacionales .................................................................................. 30spa
dc.description.tableofcontents7.2 Estudio de convergencia de la energía de corte .............................................. 31spa
dc.description.tableofcontents7.3 Estudio de Convergencia del tamaño de la celda unidad ............................... 32spa
dc.description.tableofcontents7.5 Adsorción de CO2 por Clústeres de cobre 𝑪𝒖𝑵=𝟐−𝟓 ...................................... 40spa
dc.description.tableofcontents7.5.1 Discusión estructural: (GGA + U) ..................................................................... 42spa
dc.description.tableofcontents7.5.2 Discusión estructural: (GGA + U + Spín + vdW) ............................................. 53spa
dc.description.tableofcontents7.5.3 Discusión electrónica: (GGA + U + Spín + vdW) ............................................. 55spa
dc.description.tableofcontents7.5.4 Graficas de densidad de estados: (GGA + U + Spín + vdW) para 𝑪𝒖𝑵 y 𝑪𝒖𝑵/𝑪𝑶𝟐 ................................................................................................................................ 62spa
dc.description.tableofcontents8. CONCLUSIONES ....................................................................................................... 67spa
dc.description.tableofcontentsREFERENCIAS ............................................................................................................... 69spa
dc.format.mimetypeapplication/pdfspa
dc.identifier.urihttps://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/3570spa
dc.language.isospaspa
dc.publisherUniversidad de Córdobaspa
dc.publisher.facultyFacultad de Ciencias Básicasspa
dc.publisher.programQuímicaspa
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dc.rightsCopyright Universidad de Córdoba, 2020spa
dc.rights.accessrightsinfo:eu-repo/semantics/restrictedAccessspa
dc.rights.creativecommonsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)spa
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/spa
dc.subject.keywordsCO2 adsorptioneng
dc.subject.keywordsCopper clusterseng
dc.subject.keywordsOrbital hybridizationeng
dc.subject.proposalAdsorción de CO2spa
dc.subject.proposalRacimos de cobrespa
dc.subject.proposalHibridación orbitalspa
dc.titleEstudio de clústeres de cobre (𝑪𝒖𝑵 N=2-5) como almacenadores de co2 usando métodos de primeros principiosspa
dc.typeTrabajo de grado - Pregradospa
dc.type.coarhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fspa
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oaire.accessrightshttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2spa
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