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ORCID:  http://orcid.org/0009-0001-1693-9755
Tipo do documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Título: Estudo in-silico da adsorção do CO2 em superfície de TiO2 (001) anatase
Título(s) alternativo(s): In-silico study of CO2 adsorption on TiO2 (001) anatase surface
Autor(es): Guedes, Richard Gabriel Freitas
Primeiro orientador: Junior, Moacyr Comar
Primeiro coorientador: Franca, Eduardo de Faria
Primeiro membro da banca: Lopes, Osmando Ferreira
Segundo membro da banca: Paula, Lucas Ferreira de
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
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::QUIMICA TEORICA
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICA::QUIMICA DO ESTADO CONDENSADO
Assunto: Química
Dióxido de carbono
Dióxido de titânio
Densidade eletrônica da ionosfera
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Referência: 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
Identificador do documento: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2025.72
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/44821
Data de defesa: 3-Fev-2025
Objetivos de Desenvolvimento Sustentável (ODS): ODS::ODS 13. Ação contra a mudança global do clima - Tomar medidas urgentes para combater a mudança climática e seus impactos.
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