DFT Study of the Interaction of a single Palladium Atom with $\gamma $-Alumina Surfaces: the Role of Hydroxylation
M. Corral Valero, M. Digne, P. Sautet, P. Raybaud
2006
Oil & Gas Science and Technology
Étude DFT de l'interaction d'un atome de palladium avec les surfaces d'alumine-γ γ : rôle de l'hydroxylation -Étant donné le rôle important de l'alumine-γ comme support de nombreuses phases actives en catalyse hétérogène, une description améliorée à l'échelle atomique des surfaces d'alumine-γ était requise pour voir émerger de nouveaux concepts dans les catalyseurs supportés. Deux défis scientifiques majeurs ont été récemment relevés grâce aux approches modernes de la théorie de la
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... de la densité (DFT). Le premier défi rapporté dans cette publication montre comment les simulations DFT couplées à des modèles thermodynamiques simples fournissent un moyen élégant pour déterminer les espèces chimiques (groupes hydroxyles, sites de Lewis, etc.) stables en fonction des conditions réactionnelles. Les surfaces (100) et (110) , majoritairement présentes sur les nano-cristallites d'alumine-γ, possèdent deux comportements distincts relatifs à leur état d'hydroxylation. Alors que la surface (110) conserve un fort degré d'hydroxylation à haute température, la surface (100) se déshydrate dès les basses températures. Cette première étape accomplie, le second défi scientifique dans le domaine a pu être abordé : il s'agit de l'étude de l'interaction phase active/alumine-γ. Dans cette publication, nous nous focalisons sur l'étude récente de l'adsorption d'un atome de palladium (Pd 1 ) sur les deux surfaces d'alumine (100) et (110). La détermination par DFT des surfaces d'énergie potentielles (SEP) de l'atome de Pd sur alumine permet d'étudier la relation entre la structure locale de l'interface Pd 1 /γ-Al 2 O 3 et l'énergie du système. De plus, de nouveaux apports sur les processus de chimisorption et de diffusion de l'atome de Pd sur les deux surfaces sont fournis. Il apparaît ainsi que l'énergie d'adsorption et la mobilité du Pd est réduite lorsque le taux d'hydroxylation augmente, comme c'est le cas pour la surface (110). En conclusion, le rôle de l'hydroxylation est révélé par la simulation DFT et permet de fournir des pistes d'explications de certaines observations expérimentales disponibles. Abstract -DFT Study of the Interaction of a single Palladium Atom with γ γ-Alumina Surfaces: the Role of Hydroxylation -Considering the crucial role of the γ-alumina solid phase in heterogeneous catalysis as a support of numerous active phases, a revised and improved atomistic description of γ-alumina surfaces was mandatory to furnish new highlights in the field of γ-alumina supported catalysts. Two important scientific challenges in heterogeneous catalysis have recently been taken up by modern Density Functional Theory (DFT) simulations. Research Advances in Rational Design of Catalysts and Sorbents Avancées de la recherche dans la conception rationnelle de catalyseurs et d'adsorbants
doi:10.2516/ogst:2006024a
fatcat:kynbqgu37jadrkgiu34ip35qae