Publicação: Estudo in-silico da adsorção do CO2 em superfície de TiO2 (001) anatase
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CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::QUIMICA TEORICA, CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::QUIMICA DO ESTADO CONDENSADO
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Orientador
Coorientador
Franca, Eduardo de Faria
Resumo
Devido ao aumento de gases antropogênicos, sobretudo o dióxido de carbono (CO₂), há uma
necessidade desejável de desenvolver novas tecnologias para à contenção deste gás. Nesse
contexto, foi realizado um estudo in silico da superfície 001 do dióxido de titânio (TiO₂) em
sua fase anatase com a molécula de CO₂. O principal objetivo dessa pesquisa foi avaliar à
magnitude da força de interação entre a superfície e o CO₂ perpendicular. Para isso, o programa
Quantum ESPRESSO (QE) foi utilizado, empregando à Teoria do Funcional de Densidade
(Density Functional Theory – DFT) e o funcional GGA-PBEsol. Foi analisado nessa pesquisa
a energia total, energia de adsorção e diferença de densidade de carga (Charge Difference
Density – CDD). Além disso, foram avaliados a influência da correção de Hubbard para a
superfície isolada, e as forças de van der Walls para o sistema interativo TiO2 (001)-CO2. De
acordo com os resultados obtidos, foi observado que a menor energia de adsorção (-0,084 eV)
corresponde a distância de 3,069 Å, apresentando uma adsorção do tipo fisissorção, e uma
energia total de -34320,935 eV. A CDD demonstrou a distribuição de densidade de cargas para
todas as distâncias propostas neste trabalho. Portanto, pode-se concluir que posição
perpendicular apresenta uma força atrativa ao ser exposta a superfície de TiO2 (001) anatase.
Abstract
Due to the increase in anthropogenic gases, especially carbon dioxide (CO₂), there is a desirable
need to develop new technologies to contain this gas. In this context, an in silico study of the
001 surface of titanium dioxide (TiO₂) in its anatase phase with the CO₂ molecule was carried
out. The main objective of this research was to evaluate the magnitude of the interaction force
between the surface and the perpendicular CO₂. For this, the Quantum ESPRESSO (QE)
program was used, employing the Density Functional Theory (DFT) and the GGA-PBEsol
functional. In this research, the total energy, adsorption energy and charge difference density
(CDD) were analyzed. In addition, the influence of the Hubbard correction for the isolated
surface and the van der Walls forces for the interactive TiO2 (001)-CO2 system were evaluated.
According to the results obtained, it was observed that the lowest adsorption energy (-0.084
eV) corresponds to a distance of 3.069 Å, presenting a physisorption type adsorption, and a
total energy of -34320.935 eV. The CDD demonstrated the charge density distribution for all
distances proposed in this work. Therefore, it can be concluded that the perpendicular position
presents an attractive force when exposed to the surface of TiO2 (001) anatase.
Palavras-chave
DFT, dióxido de carbono, carbon dioxide, dióxido de titânio, titanium dioxide, Quantum Espresso
Citação
GUEDES, Richar Gabriel Freitas. Estudo in-silico da adsorção do CO2 em superfície de TiO2 (001) anatase. 2025. 58 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.72