Modelagem da interface metal nobre/TiO2 (110) com funcionais DFT híbridos: Um estudo com modelo de cluster incorporado eletrostático periódico

A interação de clusters de Au(n) e Pt(n) (n=2,3) com as superfícies de rutile TiO(2) (110) estequiométricas e parcialmente reduzidas foi investigada utilizando modelos de lâmina periódica e modelos de cluster incorporado eletrostático periódico. Comparado aos clusters de Au, os clusters de Pt interagem fortemente com ambas as superfícies de TiO(2) (110) estequiométricas e reduzidas e são capazes de aumentar a reduzibilidade da superfície de TiO(2) (110), ou seja, reduzir a energia de formação de vacâncias de oxigênio. O foco deste estudo é o efeito da troca de Hartree-Fock na descrição da força das ligações químicas na interface dos clusters de Au/Pt e a superfície de TiO(2) (110). A troca de Hartree-Fock ajuda a descrever as mudanças nas estruturas eletrônicas devido à adsorção dos clusters metálicos, bem como seu efeito na reduzibilidade da superfície de TiO(2). Finalmente, o desempenho dos modelos de cluster incorporados periódicos foi avaliado calculando as energias de adsorção de Pt e formação de vacâncias de oxigênio. Os modelos de cluster, juntamente com a funcional PBE0 híbrida, são capazes de calcular de forma eficiente estruturas eletrônicas razoáveis da superfície de TiO(2) reduzida e prever a localização de carga em vacâncias de oxigênio na superfície, em concordância com os dados experimentais, que afetam significativamente as energias de adsorção e reação computadas.