Cálculo de propiedades ópticas de nanomateriales fotocatalíticos mediante TDDFT

Abstract

En el presente trabajo se realizó el estudio teórico de diferentes nanopartículas con potencial aplicación como fotocatalizadores. El estudio se realizó empleando teoría de funcionales de la densidad (DFT por sus siglas en inglés) y su similar con dependencia en el tiempo (TDDFT por sus siglas en inglés) utilizando los programas Gaussian 09 y NWChem. Con DFT se analizaron las propiedades electrónicas de clusters de sulfuro de cobre (CuS) obteniendo diferentes parámetros de reactividad, así como los potenciales electrostáticos para observar los posibles sitios reactivos de los clusters y los cambios que se presenten en base al crecimiento del cluster. También se analizaron clusters de oro (Au), plata (Ag) y cobre (Cu), al igual que combinaciones bimetálicas equimolares de ellos, partiendo de una estructura inicial en forma de triángulo equilátero. Dichas estructuras también fueron estudiadas sobre un soporte (óxido de magnesio y óxido de zinc) para analizar posibles modificaciones en la estructura del clusters al interaccionar con un óxido metálico. Por último, utilizando TDDFT se estudiaron las propiedades ópticas de los distintos sistemas (clusters de CuS, Au, Ag, Cu, bimetálicos, y soportados sobre MgO). Se analizaron los orbitales moleculares que están presentes en las excitaciones electrónicas de cada caso, así como las modificaciones de estos orbitales y los cambios existentes en la absorción cuando se tienen los clusters libres o en interacción con un óxido metálico.