Estudo computacional do indicador teórico de nanoclusters de metais de transição aplicados em processos de crescimento de nanotubos de carbono

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Peraça, Carina de Souza Teixeira
Orientador(a): Piotrowski, Maurício Jeomar
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Física
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Brasil
Palavras-chave em Português:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/xmlui/handle/prefix/14779
Resumo: Em processos catal ticos, o conhecimento a respeito das propriedades que caracterizam os elementos envolvidos e de grande import^ancia para o entendimento das rea c~oes qu micas. Assim, tornam-se necess arios indicadores que apontem componentes adequados ao papel de catalisador em processos como, por exemplo, o m etodo de deposi c~ao qu mica a vapor (CVD), que permite o crescimento de nanotubos de carbono (NTCs). Neste trabalho, relatamos um estudo, com base na teoria do funcional da densidade, sobre nanoclusters de metais de transi c~ao, de 13 atomos, interagindo com fragmentos de nanotubos de carbono de quiralidades zigzag (5,0) e armchair (3,3). Foram consideradas todas as esp ecies de metais de transi c~ao da tabela peri odica como poss veis candidatos a catalisadores para o m etodo de deposi c~ao qu mica a vapor. O nanocluster de con gura c~ao icosa edrica foi o modelo escolhido para simular as sementes de nuclea c~ao dos fragmentos curtos de nanotubos de carbono formados no in cio do processo de crescimento. As propriedades energ eticas e estruturais de todos os sistemas otimizados apresentaram forte depend^encia da ocupa c~ao dos estados d ligantes e anti-ligantes. Neste sentido, o centro de gravidade da banda d mostrou-se um bom indicador para os metais considerados melhores candidatos a intera c~ao com os fragmentos de NTCs, sendo estes Sc-Cu; Y-Nb; Pd, Lu, Hf e Pt. Em termos de estabilidade, a intera c~ao com o nanotubo e favor avel a todos os metais estudados, tendo-se apresentado como mais est aveis, os sistemas associados aos nanotubos zigzag, fato que se con rma em raz~ao da curta dist^ancia entre os atomos de metal e carbono. As predi c~oes a respeito dos melhores candidatos a cat alise s~ao refor cadas pela rela c~ao linear entre energia de ades~ao, fator que determina a estabilidade, e centro de gravidade da banda d. Os valores de energia de ades~ao indicam que a intensidade da intera c~ao entre nanoclusters e fragmentos de NTCs e reduzida em fun c~ao da ocupa c~ao dos estados d. Em consequ^encia disto, o descritores analisados nesta disserta c~ao podem ser considerados promissores para a descri c~ao do processo de cat alise de crescimento de NTCs em rea c~oes de CVD.