Water Adsorption on Pt (100) and (110) Surfaces: A Molecular Dynamics Study

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Detalhes
  • Tipo de apresentação: Apresentação de Pôster / Poster Communications
  • Eixo temático: Dinâmica Molecular
  • Palavras chaves: molecular dynamics; platinum surfaces; adsorption; Water/Metal interface;
  • 1 Universidade Estadual de Campinas

Water Adsorption on Pt (100) and (110) Surfaces: A Molecular Dynamics Study

Brenda Kathleen de Almeida

Universidade Estadual de Campinas

Resumo

Understanding the interaction between water and metal surfaces is important to several processes.
The MD simulations were performed under NVT conditions at 298 K for 5 to 30 ns.
22 values for the parameter ε0, ranging from 0.80 to 9.80 kcal/mol were evaluated.
The water on Pt(100) form a hydrophobic network parallel to the surface.
On the Pt(110) surface, the hydrogen bonds assume a puckered shape.
The shape of hydrogen bonds on (110) surface provides higher mobility of the water molecules.

Questões (6 tópicos)

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Brenda Kathleen de Almeida

Boa tarde Erica, muito obrigada! Bom, para a água nós usamos apenas o TIP3 e para a platina começamos usando o campo de força INTERFACE, porém não conseguimos reproduzir os dados que os autores apresentaram no artigo, então resolvemos variar um dos parâmetros desse campo de força, para ter uma visão geral do comportamento das moléculas de água adsorvidas.

Já sobre a aplicação, nesse momento nosso objetivo é apresentar uma descrição completa de como as moléculas de água se organizam nas diferentes superfícies de platina usando dados computacionais e experimentais, pois é algo que não encontramos na literatura. Apesar de muitos trabalhos discutirem computacionalmente como a água se estrutura, poucos apresentavam dados experimentais que corroborassem com os resultados teóricos. Então estamos fazendo uma colaboração com um grupo experimental para complementar essa parte.

A ideia é que esses resultados auxiliem nos estudos de reações que utilizam a platina como catalisador (como no caso de reações de eletroxidação do glicerol), pois boa parte das reações são feitas em meio aquoso e, pelos nossos resultados, a forma como a água se estrutura influencia bastante na adsorção do reagente e isso também está relacionado com índice de Miller da superfície.

Erica Moreno

Muito obirgada Brenda.

Parabéns e Sucesso na sua pesquisa!

A otimização de superficies para catálise são de suma importância para a eficiência de reações especificas na industria e também para a reciclagem de materiais. Seu trabalho será muito útil, tenho certeza.

 

Autor

Brenda Kathleen de Almeida

Olá Breno, obrigada e fico feliz que tenha aprendido algumas coisas com ele :D

É isso mesmo, o epsilon é um parâmetro do campo de força, nesse caso, representando o átomo de platina. A interação água - superfície vai ser um resultado da média (não me recordo se é aritmética ou geométrica) do parâmetro epsilon da água (que vem do campo de força TIP3P) e desse parâmetro epsilon da platina (que nós variamos no trabalho).

Obrigada pela sugestão!

Autor

Brenda Kathleen de Almeida

Olá Kalil, muito obrigada! Com certeza seria interessante avaliar o efeito da introdução da polarizabilidade. Irei dar uma lida com calma nesse artigo.

Obrigada pela sugestão!

Autor

Brenda Kathleen de Almeida

Olá, Júlio. Muito obrigada!
O campo de força que encontramos para a platina na literatura (INTERFACE - https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp801931d) usa dados de tensão superficial para fazer a validação. Inicialmente nós tentamos reproduzir esses dados, calculando a tensão superficial da mesma forma que eles apresentam no trabalho, porém não conseguimos. Encontramos uma outra abordagem para o cálculo da tensão superficial que pode ser interessante, porém ainda não tentamos usá-la. O que eu acredito que, além de ajudar na interpretação desses regimes (como você pontuou), também nos ajudaria a definir o parâmetro epsilon mais adequado para representar a platina.

 

Autor

Brenda Kathleen de Almeida

Olá, Maicon. Muito obrigada!
Isso, utilizamos o campo de força TIP3P para a água e o campo de força INTERFACE (https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/jp801931d) como referência para a platina, ambos disponíveis gratuitamente.

Para as análises da MD utilizamos alguns pacotes desenvolvidos no nosso grupo mesmo que estão disponíveis no GitHub (https://github.com/m3g)

Maicon Lourenço

Obrigado! Parabéns novamente pelo excelente trabalho.

Autor

Brenda Kathleen de Almeida

Olá, Márcio. Muito obrigada!
O epsilon_0 nesse caso é um parâmetro para representar os átomos de platina. A interação metal - água vai ser dada pela média (não me recordo se geométrica ou aritmética) entre o epsilon da platina e o epsilon da água (que vem do campo de força TIP3P). A princípio não tínhamos pensado em incluir a polarizabilidade do metal, mas realmente, isso pode trazer alguns resultados interessantes para o trabalho. Obrigada pela sugestão!