Estudio a primeros principios de la detección de CO en siligeno funcionalizado con paladio

Abstract

El monóxido de carbono (CO) es un gas altamente tóxico e incoloro que requiere métodos de detección eficientes y de respuesta rápida. En este trabajo se investigó la adsorción de CO sobre siligeno funcionalizado con paladio (Pd) mediante cálculos ab-initio basados en la teoría del funcional de la densidad (DFT). Con el fin de analizar sus propiedades electrónicas, se analizaron diferentes sitios de adsorción del átomo de Pd sobre el siligeno (Top, Down, Hollow y Bridge) y la orientación de la molécula de CO sobre la superficie modificada. Los resultados muestran un incremento notable en la energía de adsorción (EA), alcanzando valores máximos de hasta 1.578 eV en las configuraciones Bridge y Down con el carbono orientado hacia la superficie, lo que confirma un carácter de quimisorción predominante debido a la formación de enlaces con distancias de 1.94 Å. En contraste, las configuraciones con el oxígeno orientado hacia la superficie presentan energías significativamente menores (0.066–0.185 eV), asociadas a interacciones de fisisorción más débiles. Asimismo, los tiempos de recuperación calculados varían de manera importante según la configuración y las condiciones, destacando que los sitios con energías de adsorción muy elevadas pueden propiciar aplicaciones de captura molecular. Estos hallazgos evidencian que la funcionalización con Pd modifica de manera notable la detección y electrónica del material, modulando la sensibilidad hacia el CO según el sitio de anclaje. El estudio aporta información clave para el diseño de sensores bidimensionales basados en siligeno funcionalizado, destacando su viabilidad para tecnologías de detección de gases tóxicos.

Keywords: Siligeno; CO; DFT.