Heterogeneous catalysis: Enigmas, illusions, challenges, realities, and emergent strategies of design

Journal of Chemical Physics

Volumn 128, Issue 18, 2008, Pages

  Thomas, John Meurig ^a  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ADSORPTION; ENANTIOSELECTIVITY; REACTION KINETICS; SINGLE CRYSTAL SURFACES; STOICHIOMETRY;

ENVIRONMENTALLY BENIGN CONDITIONS; NANOPOROUS MATERIALS; STOICHIOMETRIC REACTIONS;

CATALYSIS;

EID: 43949139573     PISSN: 00219606     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1063/1.2832309     Document Type: Article

References (89)

1. H. Oosterbeek, Phys. Chem. Chem. Phys. 9, 3570 (2007).
2. J. M. Thomas, R. Raja, G. Sankar, and R. G. Bell, Acc. Chem. Res. 34, 191 (2001).
3. N. Clayden, N. Greeves, S. Warren, and P. Wothers, Organic Chemistry (Oxford University Press, Oxford, 2001).
4. B. Temel, H. Meskine, K. Reuter, M. Schaffler, and H. Metiu, J. Chem. Phys. 126, 204711 (2007).
5. Handbook of Heterogeneous Catalysis, edited by, G. Ertl, H. Knötzinger, and, J. Weitkamp, (VCH, Weinheim, 1997).
6. J. M. Thomas and G. N. Greaves, Science 265, 1675 (1994).
7. J. M. Thomas, Chem.-Eur. J. 3, 1557 (1997).
8. J. M. Thomas and W. J. Thomas, Principles and Practice of Heterogeneous Catalysis (VCH, Weinheim, 1997).
9. J. M. Thomas, Angew. Chem., Int. Ed. 38, 3588 (1999).
10. G. A. Somorjai and J. M. Thomas, Top. Catal. 8, 11 (1999).
11. R. T. Vang, K. Honkals, S. Dahl, E. K. Vestergaard, J. Schnadt, E. Lagsgaard, B. S. Clausen, J. K. Norskov, and F. Besenbacher, Nat. Mater. 4, 160 (2005).
12. T. J. Jaramillo, K. P. Jørgensen, J. Bonde, J. H. Nielsen, S. Horch, and I. Chorkendorff, Science 317, 100 (2007).
13. Y. Y. Yeo, L. Vattuone, and D. A. King, J. Chem. Phys. 106, 392 (1997).
14. T. Engel and G. Ertl, Adv. Catal. 28, 1 (1979).
15. G. Ertl, Handbook of Heterogenous Catalysis (Ref.), Vol. 3, p. 1035.
16. A. Alavi, P. Hu, T. Deutsch, P. L. Silverstrelli, and J. Hutter, Phys. Rev. Lett. 80, 3650 (1998).
17. B. Zhang, P. Hu, and A. Alavi, J. Am. Chem. Soc. 121, 7931 (1999).
18. V. P. Zhdanov and B. Kasemo, Phys. Chem. Chem. Phys. 6, 4347 (2004).
19. B. L. M. Hendriksen, S. C. Bobaru, and J. M. W. Frenken, Surf. Sci. 552, 229 (2004).
20. B. L. M. Hendriksen, S. C. Bobaru, and J. M. W. Frenken, Top. Catal. 36, 43 (2006).
21. X. Wang, J. A. Rodriguez, J. C. Hanson, M. Perez, and J. Evans, J. Chem. Phys. 123, 221101 (2005).
22. J. Guzman, S. Carretin, and A. Corma, J. Am. Chem. Soc. 127, 3286 (2005).
23. Z. P. Liu, C.-M. Wang, and K. N. Fan, Angew. Chem., Int. Ed. 45, 6865 (2006).
24. V. Shapovalov and H. Metiu, J. Catal. 245, 205 (2007).
25. S. Abbet, U. Heiz, H. Hakkinen, and U. Landman, Phys. Rev. Lett. 86, 5950 (2001).
26. N. Lopez and J. K. Nørskov, J. Am. Chem. Soc. 124, 11262 (2002).
27. G. Mills, M. S. Gordon, and H. Metiu, J. Chem. Phys. 118, 4198 (2003).
28. A. Sanchez, S. Abbet, U. Heiz, W. D. Scheider, H. Hakkinen, R. N. Barnett, and U. Landman, J. Phys. Chem. A 103, 9573 (1999).
29. G. J. Hutchings, M. S. Hal, A. F. Carley, P. Landon, B. E. Solsona, C. J. Kiely, A. Herzing, M. Makker, J. A. Moulijn, A. Overweg, J. C. Fierro-Gonzalez, J. Guzman, and B. C. Gates, J. Catal. 242, 71 (2006).
30. X. Zhang, H. Shi, and B. Q. Xu, Angew. Chem., Int. Ed. 44, 7132 (2005).
31. Q. Fu, H. Saltsburg, and M. Flytzani-Stephanopoulos, Science 301, 935 (2003).
32. J. M. Thomas, R. Raja, and D. W. Lewis, Angew. Chem., Int. Ed. 44, 6546 (2005).
33. J. M. Thomas and R. Raja, Top. Catal. 40, 3 (2006).
34. J. M. Thomas and R. Raja, Chem. Commun. (Cambridge) 2001, 1841.
35. O. Delgado Friedrichs, M. O'Keefe, and O. M. Yaghi, Acta Crystallogr., Sect. A: Found. Crystallogr. 59, 22 (2003).
36. M. M. J. Treacy, in Turning Points in Solid State, Materials and Surface Chemistry, edited by, K. D. M. Harris, and, P. P. Edwards, (Royal Society of Chemistry, London, 2007), p. 208.
37. J. M. Thomas and J. Klinowski, Angew. Chem., Int. Ed. 46, 7160 (2007).
38. J. M. Thomas and R. Raja, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102, 13732 (2005).
39. S. T. Wilson, Stud. Surf. Sci. Catal. 170A, 3 (2007).
40. T. F. Degnan, Jr., Stud. Surf. Sci. Catal. 170A, 54 (2007).
41. M. C. Xu, K. D. M. Harris, J. M. Thomas, and D. E. W. Vaughan, ChemPhysChem 8, 1311 (2007).
42. J. M. Thomas, R. Raja, G. Sankar, and R. G. Bell, Nature (London) 398, 227 (1999).
43. R. Raja, G. Sankar, and J. M. Thomas, J. Am. Chem. Soc. 123, 8153 (2001).
44. R. Raja, G. Sankar, and J. M. Thomas, Angew. Chem., Int. Ed. 39, 2313 (2000).
45. R. Raja, Turning Points in Solid State, Materials and Surface Chemistry, edited by, K. D. M. Harris, and, P. P. Edwards, (Royal Society of Chemistry, London, 2007), p. 623.
46. T. L. M. Maesen, S. Calero, M. Schenk, and B. Smit, J. Catal. 237, 278 (2006).
47. B. Smit and T. L. M. Maesen, Nature (London) 451, 671 (2008).
48. S. Yashonath, J. M. Thomas, A. K. Nowak, and A. K. Cheetham, Nature (London) 331, 601 (1988).
49. T. L. M. Maesen, E. Beerdsen, and B. Smit, U.S. Patent Application 2007/029229 (Sept. 2007).
50. C. Baerlocher, L. B. MacCusher, and D. H. Olson, Atlas of Zeolite Framework Types, 6th ed. (Structure Commission of the International Zeolite Association, Elsevier, New York, 2007).
51. T. Schalow, M. Laurin, B. Brandt, S. Schauermann, S. Guimond, H. Kuhlenbek, D. E. Starr, S. K. Shaikhutdinov, J. Libuda, and H. J. Freubd, Angew. Chem., Int. Ed. 44, 7601 (2005).
52. T. Maschmeyer, F. Rey, G. Sankar, and J. M. Thomas, Nature (London) 378, 159 (1995).
53. N. Ravasio, F. Zaccheria, M. Guidotti, and R. Psaro, Top. Catal. 1022-5528 27, 157 (2004); M. Guidotti, N. Ravasio, P. Psaro, and E. Gianotti, " Titania-silica catalysts for the production of fully epoxidized fatty acid esters.," Catal. Lett. (in press).
54. J. M. Thomas, T. Maschmeyer, B. F. G. Johnson, and D. S. Shepherd, J. Mol. Catal. A: Chem. 141, 139 (1999).
55. R. Raja, J. M. Thomas, M. D. Jones, B. F. G. Johnson, and D. E. W. Vaughan, J. Am. Chem. Soc. 125, 14982 (2003).
56. C. Li, H. D. Zhang, D. M. Jiang, and Q. H. Yang, Chem. Commun. (Cambridge) 2007, 547.
57. C. E. Song, D. H. Kim, and D. S. Choi, Eur. J. Inorg. Chem. 2997 (2006).
58. J. M. Thomas, B. F. G. Johnson, R. Raja, and M. D. Jones, U.S. Filing Patent No. 2004220347 (Aug. 2004).
59. J. M. Thomas and R. Raja, Stud. Surf. Sci. Catal. 170A, 19 (2007).
60. M. Anpo and J. M. Thomas, Chem. Commun. (Cambridge) 2006, 3273.
61. T. Kamagawa, J. Morishima, M. Matsuoka, J. M. Thomas, and M. Anpo, J. Phys. Chem. C 111, 1076 (2007).
62. T. Kamagawa, M. Matsuoka, and N. D. M. Anpo, Catal. Today 110, 248 (2006).
63. J. M. Thomas and M. Anpo (unpublished).
64. B. Voit, Angew. Chem., Int. Ed. 45, 4238 (2006).
65. A. Corma, M. Jose Diaz-Balianas, M. Moliner, and C. Martinez, J. Catal. 241, 312 (2006).
66. D. Vitry, Y. Morikawa, J. L. Dunios, and W. Ueda, Top. Catal. 23, 47 (2003).
67. G. J. Holmberg, R. K. Grasselli, and A. Anderson, Top. Catal. 1022-5528 10.1023/A:1024868219603 23, 55 (2003); W. D. Pyrz, D. A. Blom, T. Vogt, and D. J. Buttrey, Angew. Chem., Int. Ed. 47, 2788 (2008).
68. R. K. Grasselli, Handbook of Heterogenous Catalysts (Wiley-VCH, Weinheim, 1997).
69. R. K. Grasselli and H. F. Handman, U.S. Patent No. 4, 505, 001 (1985).
70. R. K. Grasselli, J. D. Burrington, D. J. Buttrey, P. DeSanto, C. G. Lugmair, A. F. Volpe, and T. Weingand, Top. Catal. 23, 5 (2003).
71. D. J. Buttrey, D. A. Jefferson, and J. M. Thomas, Philos. Mag. A 53, 897 (1986).
72. C. Hoffmann, A. Wolf, and F. Schuth, Angew. Chem., Int. Ed. 38, 2800 (1999).
73. T. Bligaard and J. K. Norskov, in Chemical Bonding at Surfaces and Interfaces, edited by, A. Nilssson, L. G. M. Pettersson, and, J. K. Norskov, (Elsevier, Amsterdam, 2008), p. 255.
74. B. Hammer and J. K. Norskov, Adv. Catal. 45, 71 (2000).
75. C. R. A. Catlow, S. A. French, A. A. Sokol, and J. M. Thomas, Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. A 363, 913 (2005).
76. J. M. Thomas, C. R. A. Catlow, and G. Sankar, Chem. Commun. (Cambridge) 2002, 2921.
77. H. J. Freund, J. Libuda, M. Baumer, T. Risse, and A. Carlsson, Chem. Rec. 3, 181 (2003).
78. N. Schumacher, A. Boisen, S. Dahl, A. A. Gokhale, S. Kandoi, L. C. Grabow, J. A. Dumesie, M. Mavrikakis, and I. Chorkendorff, J. Catal. 229, 265 (2005).
79. J. M. Thomas and P. A. Midgley, Chem. Commun. (Cambridge) 2004, 1247.
80. S. T. Bromley, T. Maschmeyer, C R. A. Catlow, and J. M. Thomas, Chem. Phys. Lett. 340, 524 (2001).
81. J. M. Thomas, Acc. Chem. Res. 36, 20 (2003).
82. J. M. Thomas, R. D. Adam, B. Captain, R. Raja, H. Grönbeck, and E. Boswell, Faraday Discuss. 138, 301 (2008).
83. A. B. Hungria, R. D. Adams, R. Raja, B. Captain, J. M. Thomas, P. A. Midgely, V. Golovko, and B. F. G. Johnson, Angew. Chem., Int. Ed. 45, 4782 (2006).
84. H. Grönbeck and J. M. Thomas, Chem. Phys. Lett. 443, 337 (2007).
85. B. F. G. Johnson, S. A. Raynor, D. S. Shephard, J. M. Thomas, T. Maschneyer, G. Sankar, R. Aldroyd, L. F. Gladden, and M. Mantle, Chem. Commun. (Cambridge) 1999, 1167.
86. S. A. Raynor, J. M. Thomas, R. Raja, B. F. G. Johnson, R. G. Bell, and M. Mantle, Chem. Commun. (Cambridge) 2000, 1925.
87. H. Zhang, Y. Zhang, and C. Li, J. Catal. 238, 369 (2006).
88. J. M. Thomas and R. Raja, Acc. Chem. Res. (in press).
89. H. C. L. Abbenhuis and R. A. van Santen, Ref. 36, p. 385.