Análisis de la superficie de energía potencial y búsqueda de estados de transición en cúmulos de átomos de nanoaleaciones bimetálicas Pd12Pt1

Abstract

Los metales del grupo platino (MGP), son raros, caros y tienen una combinación única de propiedades increíblemente útiles. Por ejemplo, alta estabilidad térmica, resistencia a corrosión y oxidación y capacidad de catalizar una amplia gama de reacciones químicas, los hacen indispensables en procesos como refinado de petróleo, ácido nítrico, producción de productos químicos a granel y fabricación de vidrio. El platino y el paladio son de interés porque se utilizan ampliamente como catalizadores en una serie de reacciones importantes, muchas de las cuales implican hidrogenación. Se utilizan, por ejemplo, en convertidores catalíticos de automóviles. Uno de los fenómenos poco estudiados en cúmulos de MGP es la conversión estructural entre las geometrías del estado base y sus subsecuentes estados de excitados debido al alto nivel de complejidad que implica la exploración de la superficie de energía potencial (SEP), así como de las barreras energéticas entre los diferentes isómeros. Desde el punto de vista computacional, se han llevado a cabo a pocos estudios con el fin de elucidar los procesos involucrados en el estudio de la aproximación al camino de reacción (ACR) por medio de la búsqueda de sus estados de transición (ET) de nanoaleaciones de PtPd. En este trabajo se llevó a cabo un estudio computacional de cumulo de átomos de nanoaleacion bimetálicas Pd12Pt1. Así mismo, se utilizó un software de química computacional para la visualización de las estructuras más estables y abundantes de las cuales fueron seleccionadas cinco estructuras por considerarse entre las más representativas en el estudio de este cumulo. Por último, se codificó un nuevo algoritmo para encontrar los ET, utilizando el método del punto silla, este método de interpolación de doble final, asocia el ET entre los dos puntos y el método de la región de confianza cuesta arriba para la validación de la optimización, con ambos algoritmos se obtiene una aproximación al camino de reacción de los cinco isómeros seleccionados considerando tres diferentes geometrías icosaedrales y dos geometrías biplanares, mismo que fueron interconectados a través de sus respectivos caminos de reacción.