Heterogeneous gold-based catalysis for green chemistry: Low-temperature CO oxidation and propene oxidation

Chemical Reviews

Volumn 107, Issue 6, 2007, Pages 2709-2724

  Min, Byoung Koun ^a,b   Friend, Cynthia M ^a,c  

^a HARVARD UNIVERSITY   (United States)

^b Korea Institute of Science and Technology   (South Korea)

^c HARVARD UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBON DIOXIDE; CATALYTIC OXIDATION; GOLD; LOW TEMPERATURE PROPERTIES; PROPYLENE; SINGLE CRYSTALS;

GOLD CATALYSTS; LOW-TEMPERATURE OXIDATION; NANOSCALE MATERIALS;

CATALYSIS;

ALKENE; CARBON MONOXIDE; GOLD; PROPYLENE;

CATALYSIS; CHEMISTRY; COLD; OXIDATION REDUCTION REACTION; POLLUTION; REVIEW;

ALKENES; CARBON MONOXIDE; CATALYSIS; COLD; ENVIRONMENTAL POLLUTION; GOLD; OXIDATION-REDUCTION;

EID: 34447107438     PISSN: 00092665     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cr050954d     Document Type: Review

References (137)

1. Pattrick, G.; van der Lingen, E.; Corti, C. W.; Holliday, R. J.; Thompson, D. T. Top. Catal. 2004, 30-31 (1-4), 273-279.
2. Shelef, M.; Graham, G. W. Catal. Rev. - Sci. Eng. 1994, 36 (3), 433-457.
3. Hoebink, J.; van Gemert, R. A.; van den Tillaart, J. A. A.; Marin, G. B. Chem. Eng. Sci. 2000, 55 (9), 1573-1581.
4. Angelici, R. J. Acc. Chem. Res. 1988, 21, 387-394.
5. Barteau, M. A. Top. Catal. 2003, 22 (1-2), 3-8.
6. Hutchings, G. J. Catal. Lett. 2001, 75 (1-2), 1-12.
7. Haruta, M.; Yamada, N.; Kobayashi, T.; Iijima, S. J. Catal. 1989, 115 (2), 301-309.
8. Hayashi, T.; Tanaka, K.; Haruta, M. J. Catal. 1998, 178 (2), 566-575.
9. Campbell, C. T. Science 2004, 306 (5694), 234-235.
10. Corti, C. W.; Holliday, R. J.; Thompson, D. T. Appl. Catal. A: Gen. 2005, 291 (1-2), 253-261.
11. Haruta, M. Catal. Today 1997, 36 (1), 153-166.
12. Sinha, A. K.; Seelan, S.; Tsubota, S.; Haruta, M. Top. Catal. 2004, 29 (3-4), 95-102.
13. Nijhuis, T. A.; Makkee, M.; Moulijn, J. A.; Weckhuysen, B. M. Ind. Eng. Chem. Res. 2006, 45 (10), 3447-3459.
14. Clark, H. W.; Bowman, R. G.; Maj, J. J.; Bare, S. R.; Ellyn, G. I.; Hartwell, G. E. U.S. Patent 5,965,754, 1999.
15. Corti, C. W.; Holliday, R. J.; Thompson, D. T. Gold Bull. 2002, 35 (4), 111-136.
16. Okumura, M.; Nakamura, S.; Tsubota, S.; Nakamura, T.; Azuma, M.; Haruta, M. Catal. Lett. 1998, 51 (1-2), 53-58.
17. Bamwenda, G. R.; Tsubota, S.; Nakamura, T.; Haruta, M. Catal. Lett. 1997, 44 (1-2), 83-87.
18. Valden, M.; Lai, X.; Goodman, D. W. Science 1998, 281, 1647-1650.
19. Valden, M.; Pak, S.; Lai, X.; Goodman, D. W. Catal. Lett. 1998, 56 (1), 7-10.
20. Iizuka, Y.; Tode, T.; Takao, T.; Yatsu, K.; Takeuchi, T.; Tsubota, S.; Haruta, M. J. Catal. 1999, 187 (1), 50-58.
21. Lopez, N.; Janssens, T. V. W.; Clausen, B. S.; Xu, Y.; Mavrikakis, M.; Bligaard, T.; Norskov, J. K. J. Catal. 2004, 223 (1), 232-235.
22. Comotti, M.; Li, W. C.; Spliethoff, B.; Schuth, F. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128 (3), 917-924.
23. Schubert, M. M.; Hackenberg, S.; van Veen, A. C.; Muhler, M.; Plzak, V.; Behm, R. J. J. Catal. 2001, 197 (1), 113-122.
24. Chen, M. S.; Goodman, D. W. Science 2004, 306 (5694), 252-255.
25. Lemire, C.; Meyer, R.; Shaikhutdinov, S.; Freund, H. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43 (1), 118-121.
26. Meier, D. C.; Goodman, D. W. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126 (6), 1892-1899.
27. Kim, T. S.; Stiehl, J. D.; Reeves, C. T.; Meyer, R. J.; Mullins, C. B. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 (8), 2018-2019.
28. Remediakis, I. N.; Lopez, N.; Norskov, J. K. Appl. Catal. A 2005, 291 (1-2), 13-20.
29. Lemire, C.; Meyer, R.; Shaikhutdinov, S. K.; Freund, H. J. Surf Sci. 2004, 552 (1-3), 27-34.
30. Janssens, T. V. W.; Carlsson, A.; Puig-Molina, A.; Clausen, B. S. J. Catal. 2006, 240 (2), 108-113.
31. Mavrikakis, M.; Stoltze, P.; Norskov, J. K. Catal. Lett. 2000, 64 (2-4), 101-106.
32. Engel, T.; Ertl, G. Chem. Phys. Lett. 1978, 54 (1), 95-98.
33. Cisternas, J.; Holmes, P.; Kevrekidis, I. G.; Li, X. J. J. Chem. Phys. 2003, 118 (7), 3312-3328.
34. Baxter, R. J.; Hu, P. J. Chem. Phys. 2002, 116 (11), 4379-4381.
35. Hopstaken, M. J. P.; Niemantsverdriet, J. W. J. Chem. Phys. 2000, 113 (13), 5457-5465.
36. Savchenko, V. I.; Boreskov, G. K.; Kalinkin, A. V.; Salanov, A. N. Kinet. Catal. 1983, 24 (5), 983-990.
37. Gottfried, J. M.; Schmidt, K. J.; Schroeder, S. L. M.; Christmann, K. Surf. Sci. 2003, 536 (1-3), 206-224.
38. Sault, A. G.; Madix, R. J.; Campbell, C. T. Surf. Sci. 1986, 169 (2-3), 347-356.
39. Kim, J.; Dohnalek, Z.; Kay, B. D. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (42), 14592-14593.
40. Canning, N. D. S.; Outka, D.; Madix, R. J. Surf. Sci. 1984, 141 (1), 240-254.
41. Deng, X. Y.; Min, B. K.; Guloy, A.; Friend, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (25), 9267-9270.
42. Min, B. K.; Deng, X.; Pinnaduwage, D.; Schalek, R.; Friend, C. M. Phys. Rev. B 2005, 72 (12), 121410.
43. Gottfried, J. M.; Christmann, K. Surf. Sci. 2004, 566, 1112-1117.
44. Min, B. K.; Alemozafar, A. R.; Pinnaduwage, D.; Deng, X.; Friend, C. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110 (40), 19833-19838.
45. Outka, D. A.; Madix, R. J. Surf. Sci. 1987, 179 (2-3), 351-360.
46. Lim, D. C.; Lopez-Salido, I.; Dietsche, R.; Bubek, M.; Kim, Y. D. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45 (15), 2413-2415.
47. Park, E. D.; Lee, J. S. J. Catal. 1999, 186 (1), 1-11.
48. Guzman, J.; Gates, B. C. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126 (9), 2672-2673.
49. Guzman, J.; Gates, B. C. J. Phys. Chem. B 2003, 107 (10), 2242-2248.
50. Wahlstrom, E.; Lopez, N.; Schaub, R.; Thostrup, P.; Ronnau, A.; Africh, C.; Laegsgaard, E.; Norskov, J. K.; Besenbacher, F. Phys. Rev. Lett. 2003 90, 026101-1.
51. Min, B. K.; Wallace, W. T.; Goodman, D. W. Surf. Sci. 2006, 600 (2), L7-L11.
52. Min, B. K.; Wallace, W. T.; Goodman, D. W. J. Phys. Chem. B 2004, 108 (38), 14609-14615.
53. Min, B. K.; Wallace, W. T.; Santra, A. K.; Goodman, D. W. J. Phys. Chem. B 2004, 108 (42), 16339-16343.
54. Santra, A. K.; Kolmakov, A.; Yang, F.; Goodman, D. W. Jpn. J. Appl. Phys 1 2003, 42 (7B), 4795-4798.
55. Parker, S. C.; Grant, A. W.; Bondzie, V. A.; Campbell, C. T. Surf. Sci. 1999, 441 (1), 10-20.
56. Starr, D. E.; Shaikhutdinov, S. K.; Freund, H. J. Top. Catal. 2005, 36 (1-4), 33-41.
57. Spiridis, N.; Haber, J.; Korecki, J. Vacuum 2001, 63 (1-2), 99-105.
58. Shaikhutdinov, S. K.; Meyer, R.; Naschitzki, M.; Baumer, M.; Freund, H. J. Catal. Lett. 2003, 86 (4), 211-219.
59. Yoon, B.; Hakkinen, H.; Landman, U.; Worz, A. S.; Antonietti, J. M.; Abbet, S.; Judai, K.; Heiz, U. Science 2005, 307 (5708), 403-407.
60. Sanchez, A.; Abbet, S.; Heiz, U.; Schneider, W.-D.; Hakkinen, H.; Barnett, R. N.; Landman, U. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 9573-9578.
61. Goodman, D. W. Catal. Lett. 2005, 99 (1-2), 1-4.
62. Chen, M.; Cai, Y.; Yan, Z.; Goodman, D. W. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128 (19), 6341-6346.
63. Minato, T.; Susaki, T.; Shiraki, S.; Kato, H. S.; Kawai, M.; Aika, K. I. Surf. Sci. 2004, 566, 1012-1017.
64. Vijay, A.; Mills, G.; Metiu, H. J. Chem. Phys. 2003, 118 (14), 6536-6551.
65. Wang, Y.; Hwang, G. S. Surf. Sci. 2003, 542 (1-2), 72-80.
66. Vittadini, A.; Selloni, A. J. Chem. Phys. 2002, 117 (1), 353-361.
67. Okazaki, K.; Morikawa, Y.; Tanaka, S.; Tanaka, K.; Kohyama, M. Phys. Rev. B 2004, 69 (23), 235404.
68. Kim, Y. D.; Fischer, M.; Gantefor, G. Chem Phys. Lett. 2003, 377 (1-2), 170-176.
69. Wallace, W. T.; Whetten, R. L. J. Am. Chem Soc. 2002, 124 (25), 7499-7505.
70. Stolcic, D.; Fischer, M.; Gantefor, G.; Kim, Y. D.; Sun, Q.; Jena, P. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125 (10), 2848-2849.
71. Schubert, M. M.; Kahlich, M. J.; Gasteiger, H. A.; Behm, R. J. J. Power Sources 1999, 84 (2), 175-182.
72. Grunwaldt, J. D.; Baiker, A. J. Phys. Chem. B 1999, 103 (6), 1002-1012.
73. Molina, L. M.; Rasmussen, M. D.; Hammer, B. J. Chem. Phys. 2004, 120 (16), 7673-7680.
74. Molina, L. M.; Hammer, B. Appl. Catal. A 2005, 291 (1-2), 21-31.
75. Remediakis, I. N.; Lopez, N.; Norskov, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44 (12), 1824-1826.
76. Molina, L. M.; Hammer, B. Phys. Rev. Lett. 2003, 90 (20).
77. Liu, Z. P.; Gong, X. Q.; Kohanoff, J.; Sanchez, C.; Hu, P. Phys. Rev. Lett. 2003, 91 (26).
78. Liu, L. M.; McAllister, B.; Ye, H. Q.; Hu, P. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128 (12), 4017-4022.
79. Date, M.; Okumura, M.; Tsubota, S.; Haruta, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43 (16), 2129-2132.
80. Date, M.; Haruta, M. J. Catal. 2001, 201 (2), 221-224.
81. Bongiorno, A.; Landman, U. Phys. Rev. Lett. 2005, 95 (10), 106102.
82. Costello, C. K.; Yang, J. H.; Law, H. Y.; Wang, Y.; Lin, J. N.; Marks, L. D.; Kung, M. C.; Kung, H. H. Appl. Catal. A 2003, 243 (1),15-24.
83. Boccuzzi, F.; Chiorino, A.; Manzoli, M.; Lu, P.; Akita, T.; Ichikawa, S.; Haruta, M. J. Catal. 2001, 202 (2), 256-267.
84. Liu, H.; Kozlov, A. I.; Kozlova, A. P.; Shido, T.; Asakura, K.; Iwasawa, Y. J. Catal. 1999, 185 (2), 252-264.
85. Mills, G.; Gordon, M. S.; Metiu, H. J. Chem. Phys. 2003, 118 (9), 4198-4205.
86. Yoon, B.; Hakkinen, H.; Landman, U. J. Phys. Chem. A 2003, 107 (20), 4066-4071.
87. Guzman, J.; Carrettin, S.; Corma, A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (10), 3286-3287.
88. Xu, Y.; Mavrikakis, M. J. Phys. Chem. B 2003, 107 (35), 9298-9307.
89. Mavrikakis, M.; Hammer, B.; Norskov, J. K. Phys. Rev. Lett. 1998, 81 (13), 2819-2822.
90. Liu, Z. P.; Hu, P.; Alavi, A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124 (49), 14770-14779.
91. Hakkinen, H.; Landman, U. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123 (39), 9704-9705.
92. Grzybowska-Swierkosz, B. Catal. Today 2006, 112 (1-4), 3-7.
93. Liu, Y. Y.; Murata, K.; Inaba, M.; Mimura, N. Catal. Lett. 2003, 89 (1-2), 49-53.
94. Murata, K.; Kiyozumi, Y. Chem. Commun. 2001, (15), 1356-1357.
95. Clerici, M. G.; Bellussi, G.; Romano, U. J. Catal. 1991, 129 (1), 159-167.
96. Taylor, B.; Lauterbach, J.; Delgass, W. N. Appl. Catal. A 2005, 291 (1-2), 188-198.
97. Gao, X. T.; Wachs, I. E. Catal. Today 1999, 51 (2), 233-254.
98. Giordano, L.; Del Vitto, A.; Pacchioni, G. J. Chem. Phys. 2006, 124 (3).
99. Schubert, M. M.; Plzak, V.; Garche, J.; Behm, R. J. Catal. Lett. 2001, 76 (3-4), 143-150.
100. Konova, P.; Naydenov, A.; Tabakova, T.; Mehandjiev, D. Catal. Commun. 2004, 5 (9), 537-542.
101. Nijhuis, T. A.; Weckhuysen, B. M. Chem. Commun. 2005, 48, 6002-6004.
102. Stangland, E. E.; Stavens, K. B.; Andres, R. P.; Delgass, W. N. J. Catal. 2000, 191 (2), 332-347.
103. Mul, G.; Zwijnenburg, A.; van der Linden, B.; Makkee, M.; Moulijn, J. A. J. Catal. 2001, 201 (1), 128-137.
104. Nijhuis, T. A.; Visser, T.; Weckhuysen, B. M. J. Phys. Chem. B 2005, 109 (41), 19309-19319.
105. Nijhuis, T. A. R.; Visser, T.; Weckhuysen, B. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44 (7), 1115-1118.
106. Nijhuis, T. A.; Huizinga, B. J.; Makkee, M.; Moulijn, J. A. Ind. Eng. Chem. Res. 1999, 38 (3), 884-891.
107. Bol, C. W. J.; Friend, C. M. Surf. Sci. Lett. 1995, 322, L271-L274.
108. Chan, A. S. Y.; Deiner, L. J.; Friend, C. M. J. Phys. Chem. B 2002, 106 (51), 13318-13325.
109. Roberts, J. T.; Capote, A. J.; Madix, R. J. Surf. Sci. 1991, 253 (1-3), 13-23.
110. Webb, M. J.; Driver, S. M.; King, D. A. J. Phys. Chem. B 2004, 108 (6), 1955-1961.
111. Davis, K. A.; Goodman, D. W. J. Phys. Chem. B 2000, 104 (35), 8557-8562.
112. Deng, X.; Friend, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (49), 17178-17179.
113. Deng, X. Y.; Min, B. K.; Liu, X. Y.; Friend, C. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110 (32), 15982-15987.
114. Saliba, N.; Parker, D. H.; Koel, B. E. Surf Sci. 1998, 410 (2-3), 270-282.
115. Wang, J.; Voss, M. R.; Busse, H.; Koel, B. E. J. Phys. Chem. B 1998, 102 (24), 4693-4696.
116. Stiehl, J. D.; Kim, T. S.; McClure, S. M.; Mullins, C. B. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126 (42), 13574-13575.
117. Gottfried, J. M.; Elghobashi, N.; Schroeder, S. L. M.; Christmann, K. Surf. Sci. 2003, 523 (1-2), 89-102.
118. Biener, M. M.; Biener, J.; Friend, C. M. Surf. Sci. 2005, 590 (2-3), L259-L265.
119. Narasimhan, S.; Vanderbilt, D. Phys. Rev. Lett. 1992, 69 (10), 1564-1567.
120. Bach, C. E.; Giesen, M.; Ibach, H.; Einstein, T. L. Phys. Rev. Lett. 1997, 78 (22), 4225-4228.
121. Ibach, H. J. Vac. Sci. Technol. A 1994, 12 (4), 2240-2243.
122. Biener, M. M.; Biener, J.; Friend, C. M. Langmuir 2005, 21 (5), 1668-1671.
123. Ibach, H.; Bach, C. E.; Giesen, M.; Grossmann, A. Surf. Sci. 1997, 375 (1), 107-119.
124. Sander, D.; Linke, U.; Ibach, H. Surf. Sci. 1992, 272 (1-3), 318-325.
125. Min, B. K.; Alemozafar, A. R.; Biener, M. M.; Biener, J.; Friend, C. M. Top. Catal. 2005, 36 (1-4), 77-90.
126. Besenbacher, F.; Norskov, J. K. Prog. Surf. Sci. 1993, 44 (1), 5-66.
127. Crew, W. W.; Madix, R. J. Surf. Sci. 1996, 356 (1-3), 1-18.
128. Crew, W. W.; Madix, R. J. Surf. Sci. 1996, 349 (3), 275-293.
129. Min, B. K.; Alemozafar, A. R.; Pinnaduwage, D.; Deng, X.; Friend, C. M. J. Phys. Chem. B 2006, 110 (40), 19833-19838.
130. Zielasek, V.; Jürgens, B.; Schulz, C.; Biener, J.; Biener, M. M.; Hamza, A. V.; Bäumer, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45 (48), 8241-8244.
131. Huang, W. X.; White, J. M. Catal. Lett. 2002, 84 (3-4), 143-146.
132. Hughes, M. D.; Xu, Y. J.; Jenkins, P.; McMorn, P.; Landon, P.; Enache, D. I.; Carley, A. F.; Attard, G. A.; Hutchings, G. J.; King, F.; Stitt, E. H.; Johnston, P.; Griffin, K.; Kiely, C. J. Nature 2005, 437 (7062), 1132-1135.
133. Cant, N. W.; Hall, W. K. J. Phys. Chem. 1971, 75 (19), 2914.
134. Gasior, M.; Grzybowska, B.; Samson, K.; Ruszel, A.; Haber, J. Catal. Today 2004, 91-92, 131-135.
135. Naito, S.; Tanimoto, M. J. Chem. Soc., Faraday Trans. I 1988, 84, 4115-4124.
136. Chou, J.; Franklin, N. R.; Baeck, S. H.; Jaramillo, T. F.; McFarland, E. W. Catal. Lett. 2004, 95 (3-4), 107-111.
137. Haruta, M.; Tsubota, S.; Kobayashi, T.; Kageyama, H.; Genet, M. J.; Delmon B. J. Catal. 1993, 144 (1), 175-192.