First - principles calculations on sba-15 mesoporus silica wall surface for supported hydroprocessing catalysts

Abstract

En este trabajo se modela la superficie de la sílica mesoestructurada SBA-15 (Santa Barbara Amorphous No. 15). Se reproducen las principales características estructurales del SBA-15 y la dependencia de la temperatura. Se estudió la incorporación de Al y Ti mediante sustituciones isomorfas y se observó que estas substituciones son energéticamente favorables. La incorporación de Al y Ti provocó distorsiones estructurales que inducen interacciones tipo puente de Hidrogeno en los grupos hidroxilo sobre la superficie. Así se concluye que no solo la estructura electrónica de valencia del Al es importante para modificar la acidez de la superficie, la diferencia en el radio atómico entre el Si y el Al también juega un papel determinante. Se observó que la distribución de tipos de silanol no influencia la acidez de los grupos hidroxilos de la superficie. Más bien, se observó que las interacciones tipo puente de Hidrogeno entre los grupos hidroxilos y los átomos de O de la estructura inducen un incremento en la fuerza ácida tipo Brönsted, efecto que es favorecido en superficies con un número de silanol mayor. Se realizaron cálculos de adsorción de clústeres de Pt en superficies con diferentes números de silanol y contenido de Al. La incorporación de Al no modificó el mecanismo de enlace Pt-O. Las superficies con un número mayor de silanol facilitaron una distribución más uniforme de los clústeres en la superficie, lo que se atribuyó a la disponibilidad de una mayor cantidad de grupos hidroxilos en las superficies modificadas. El valor promedio del número de coordinación de los átomos de Pt se redujo, comportamiento similar que se observó con el valor promedio de la distancia interatómica Pt-Pt. Finalmente se realizaron cálculos de transferencia de carga electrónica entre la superficie y clúster, observándose una distribución no uniforme en los clústeres adsorbidos.