Alcalá Varilla, Luis ArturoPérez Sotelo, Dairo EnriqueNuñez De los Reyes, Wilmer2020-11-122020-11-122020-11-12https://repositorio.unicordoba.edu.co/handle/ucordoba/3570Se 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.AGRADECIMIENTOS ......................................................................................................................... 41. ANTECEDENTES ............................................................................................................................. 82. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ........................................................................................ 123. JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................................ 144. OBJETIVOS .................................................................................................................................... 164.1 OBJETIVO GENERAL ............................................................................................................. 164.2 OBJETIVOS ESPECÍFICO ...................................................................................................... 165. MARCO TEÓRICO ........................................................................................................................ 175.1 ESTRUCTURA Y ESTABILIDAD DE CLÚSTERES DE COBRE (CuN) .............................. 175.2 CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA Y CARACTERÍSTICAS DE UNIÓN DE CO2 ADSORBIDO EN CLÚSTER DE CuN (N = 7-13 y 19) ................................................................... 195.3 TEORÍA DEL FUCIONAL DE LA DENSIDAD ...................................................................... 225.3.1 Densidad Electrónica ........................................................................................................... 235.3.2 Modelo de Thomas y Fermi ................................................................................................. 245.3.3 Teoremas de Hohenberg y Kohn ......................................................................................... 255.3.4 Pseudopotencial ................................................................................................................... 275.3.5 El código Quantum-ESPRESSO ......................................................................................... 286. METODOLOGÍA ............................................................................................................................ 297. RESULTADOS ............................................................................................................................ 307.1 Métodos Computacionales ......................................................................................................... 307.2 Estudio de convergencia de la energía de corte ......................................................................... 317.3 Estudio de Convergencia del tamaño de la celda unidad .......................................................... 327.5 Adsorción de CO2 por Clústeres de cobre 𝑪𝒖𝑵=𝟐−𝟓 ...................................................... 407.5.1 Discusión estructural: (GGA + U) ....................................................................................... 427.5.2 Discusión estructural: (GGA + U + Spín + vdW) ............................................................... 537.5.3 Discusión electrónica: (GGA + U + Spín + vdW)................................................................ 557.5.4 Graficas de densidad de estados: (GGA + U + Spín + vdW) para 𝑪𝒖𝑵 y 𝑪𝒖𝑵/𝑪𝑶𝟐.............................. ...... 628. CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 67REFERENCIAS ................................................................................................................................... 69application/pdfspaCopyright Universidad de Córdoba, 2020Trabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/restrictedAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Adsorción de CO2Racimos de cobreHibridación orbitalCO2 adsorptionCopper clustersOrbital hybridization