Oxidation of formaldehyde to formic acid over V2O 5TiO2 catalysts: A DFT analysis of the molecular reaction mechanisms

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 113, Issue 7, 2009, Pages 2873-2880

  Avdeev, Vasilii I ^a   Parmon, Valentin N ^a  

^a BORESKOV INSTITUTE OF CATALYSIS   (Russian Federation)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVATION BARRIERS; ASSOCIATIVE MECHANISMS; DENSITY-FUNCTIONAL THEORIES; DIOXYGEN; MOLECULAR REACTIONS; REACTION PATHWAYS; REDOX MECHANISMS; STABLE SURFACES; SUPPORTED VANADIA; TITANIA; TRANSITION STATE; VANADYL;

CATALYSIS; CATALYSTS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; FORMALDEHYDE; ORGANIC ACIDS; OXIDATION; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; TITANIUM DIOXIDE; TITANIUM OXIDES; VANADIUM COMPOUNDS;

FORMIC ACID;

EID: 62149133910     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp806231e     Document Type: Article

References (90)

1. Boreskov, G. K. Kinet. Catal. 1973, 14, 7.
2. Mars, P.; van Krevelen, D. W. Chem. Eng. Sci. Suppl. 1954, 3, 41.
3. Vedrine, J. C. Stud. Surf. Sci. Catal. 1997, 110, 61.
4. Vedrine, J. C. Top. Catal. 2002, 21, 97.
5. Bond, G. C.; Vedrine, J. C. Catal. Today 1994, 20, 171.
6. Bond, G. C.; Vedrine, J. C. Catal. Today 2000, 56, 415.
7. Deo, G.; Wachs, I. E.; Haber, J. Crit. Rev Surf. Chem. 1994, 4, 141.
8. Amiridis, M. D.; Wachs, I. E.; Deo, G.; Jehng, J. M.; Kim, D. S. J. Catal. 1996, 161, 247.
9. Dutoit, D. C. M.; Reiche, M. A.; Baiker, A. Appl. Catal., B 1997, 13, 275.
10. Khodakov, A.; Olthof, B.; Bell, A. T.; Iglesia, E. J. Catal. 1999, 181, 205.
11. Bulushev, D. A.; Kiwi-Minsker, L.; Zaikovskii, V. I.; Renken, A. J. Catalysis 2000, 193, 145.
12. Ermini, V.; Finocchio, E.; Sechi, S.; Busca, G.; Rossini, S. Appl. Catal., A 2000, 198, 67.
13. Gao, X.; Wachs, I. E. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1261.
14. Burcham, L. J.; Deo, G.; Gao, X.; Wachs, I. E. Top. Catal. 2000, 11/12, 85.
15. Bruckner, A.; Rybarczyk, P.; Kosslic, H.; Wolf, G. U.; Baerms, M. Stud. Surf. Sci. Catal. 2002, 142, 1141.
16. Weckhuysen, B. M.; Keller, D. E. Catal. Today 2003, 68, 25.
17. Wachs, I. E. Chem. Eng. Sci. 1990, 45, 2561.
18. Went, G. T.; Oyama, S. T.; Bell, A. T. J. Phys. Chem. 1990, 4, 4240.
19. Went, G. T.; Leu, L. J.; Bell, A. T. J. Catal. 1992, 134, 479.
20. Oyama, S. T.; Went, G. T.; Lewis, K. B.; Bell, A. T.; Somorjai, G. J. Phys. Chem. 1983, 93, 6786.
21. Wachs, I. E.; Saleh, R. Y.; Chan, S. S.; Cherisch, C. C. Appl. Catal. 1985, 15, 339.
22. Eckert, H.; Wachs, I. E. J. Phys. Chem. 1989, 93, 6796.
23. Wainwright, M. S.; Foster, N. R. Catal. Rev 1979, 19, 211.
24. Corma, A.; Lopez-Nieto, J. M.; Paredes, N.; Pérez, M.; Shen, Y.; Cao, H.; Suib, S. L. Stud. Surf. Sci. Catal. 1992, 72, 213.
25. Faraldos, M.; Banares, M. A.; Anderson, J. A.; Hu, H.; Wachs, I. E.; Fierro, J. L. G. J. Catal. 1996, 160, 214.
26. Heracleous, E.; Machli, M.; Lemonidou, A. A.; Vasalos, I. A. J. Mol. Catal. A: Chem. 2005, 232, 29.
27. Jose, M.; Lopez, N. Top. Catal. 2006, 41, 3.
28. Popova, G.Ya.; Andrushkevich, T. V.; Chesalov,Yu., A.; Parmon, V. N. J. Mol. Catal. A: Chem 2007, 268, 251.
29. Chesalov, Yu, A.; Popova, G. Ya.; Semionova, E. V.; Andrushkevich, T. V.; Parmon, V. N. IIIrd International Conference catalysis: fundamentals and application, NoVosibirsk, 2007.
30. Popova, G. Ya.; Chesalov,Yu, A.; Andrushkevich, T. V.; Zakharov, I. I.; Stoyanov, E. S. J. Mol. Catal. A: Chem. 2000, 158, 345.
31. Popova, G. Ya.; Chesalov,Yu, A.; Andrushkevich, T. V.; Stoyanov, E. S. Kinet. Catal. 2000, 41, 601.
32. Popova, G. Ya.; Chesalov, Yu. A.; Andrushkevich, T. V.; Stoyanov, E. S. React. Kinet. Catal. Lett. 2002, 76, 123.
33. Popova, G. Ya.; Andrushkevich, T. V.; Zakharov, I. I.; Chesalov, Yu. A. Kinet. Catal. 2005, 46, 217.
34. Patent no. 92 008 709, Byull. Izobret, 1995, no. 34 (Russian Federation).
35. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B. Gaussian98, Revision A.11, Gaussian, Inc.: Pittsburgh, PA, 2001.
36. Parr, R. G.; Yang, W. Density-Functional Theory of Atoms and Molecules; Oxford University Press: New York, 1989.
37. Becke, A. D. Phys. Rev A 1986, 33, 2786.
38. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648.
39. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev B 1988, 37, 785.
40. Niu, Sh.; Hall, M. B. Chem. Rev 2000, 100, 353.
41. Redfern, P. C.; Zapol, P.; Sternberg, M.; Adiga, S. P.; Zygmunt, S. A.; Curtiss, L. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 8363.
42. Barnard, A. S.; Zapol, P.; Curtiss, L. A. Surf. Sci. 2005, 582, 173.
43. Curtiss, L. A.; Redfern, P. C.; Raghavachari, K. J. Chem. Phys. 2005, 123, 124107/1.
44. Krishnan, R.; Seger, J. S.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650.
45. Stevens, W.; Bash, H.; Krauss, J. J. Chem. Phys. 1984, 81, 6026.
46. Cundari, T. R.; Stevens, W. J. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5555.
47. Avdeev, V. I.; Kovalchuk, V. I.; Zhidomirov, G. M.; d'Itri, J. L. Surf. Sci. 2005, 583, 46.
48. Avdeev, V. I.; Kovalchuk, V. I.; Zhidomirov, G. M.; d'Itri, J. L. J. Struct. Chem. 2007, 48, S171.
49. Avdeev, V. I.; Zhidomirov, G. M. J. Struct. Chem. 2005, 46, 577.
50. Avdeev, V. I.; Zhidomirov, G. M. Res. Chem. Intermed. 2004, 30, 41.
51. Reuter, K.; Scheffer, M. Phys. Rev B 2001, 65, 035406.
52. Noodleman, L. J. Chem. Phys. 1981, 74, 5737.
53. Zhurko, G. A.http://www.chemcraftprog.com.
54. Kung, H. H. Adv. Catal. 1994, 1, 40.
55. Henrich, V. E.; Cox, P. A. The Surface Science of Metal Oxides; Cambridge University Press: Cambridge, 1994.
56. Chambers, S. A. Surf. Sci. Reports 2000, 39, 105.
57. Witko M. IIIrd International Conference catalysis: fundamentals and application, Novosibirsk, 2007.
58. Grybos, R.; Witko, M. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 4216.
59. Calatayud, M.; Minot, C. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 6411.
60. Si-Ahmed, H.; Calatayud, M.; Minot, C.; Diz, E. L.; Lewandowska, A. E.; Banares, M. A. Catal. Today 2007, 126, 96.
61. Calatayud, M.; Minot, C. Top. Catal. 2006, 41, 17.
62. Calatayud, M.; Mguig, B.; Minot, C. Theor. Chem. Acc. 2005, 114, 29.
63. Calatayud, M.; Mguig, B.; Minot, C. Surf. Sci. 2003, 526, 297.
64. Devriendt, K.; Poelman, H.; Fiermans, L. Surf. Interface Anal. 2000, 29, 139.
65. Haber, J.; Kozlowski, A.; Kozlowski, R. J. Catal. 1986, 102, 52.
66. Carson, T.; Griffin, G. L. J. Phys. Chem. 1986, 90, 5896.
67. Sayle, D. C.; Catlow, C. R. A.; Perrin, M.-A.; Nortier, P. J. Phys. Chem. 1996, 100, 8940.
68. Gijzeman, O. L. J.; Lingen, J. N. J; Lenthe, J. H.; Tinnemans, S. J.; Keller, D. E.; Weckhuysen, B. M. Chem. Phys. Lett. 2004, 397, 277.
69. Lingen, J. N. J.; Gijzeman, O. L. J.; Weckhuysen, B. M.; Lenthe, J. H. J. Catal. 2006, 239, 34.
70. Bell, A. T.; Khaliullin, R. Z. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7832.
71. Zhanpeisov, N. U.; Higashimoto, S.; Anpo, M. Int. J. Quantum Chem. 2001, 84, 677.
72. Zhanpeisov, N. U. Res. Chem. Intermed. 2004, 30, 133.
73. Lazzeri, M.; Vittadini, A.; Selloni, A. Phys. Rev B 2001, 63, 155409.
74. Vittadini, A.; Selloni, A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 7337.
75. Calatayud, M.; Mguig, B.; Minot, C. Surf. Sci. Rep. 2004, 55, 169.
76. Bell, R. C.; Zemski, K. A.; Kerns, K. P.; Deng, H. T.; Castleman, A. W. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 1733.
77. Vyboishchikov, S. F.; Sauer, J. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 8588.
78. Ganduglia-Pirovano, M. V.; Sauer, J. Phys. Rev B 2004, 70, 045422.
79. Butler, A.; Clague, M. J.; Meister, G. E. Chem. Rev 1994, 94, 625.
80. Cheng, Mu. J.; Chenoweth, K.; Oxgaard, J.; Van Duin, A.; Goddard, W. A., III J. Phys. Chem. C 2007, 111, 5115.
81. Ohler, N.; Bell, A. T. J. Catal. 2005, 231, 115.
82. Ohler, N.; Bell, A. T. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 2700.
83. Chempath, S.; Bell, A. T. J. Catal. 2005, 231, 115.
84. Busca, G.; Lamotte, J.; Lavalley, J. C.; Lorenzelli, V. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 519.
85. Busca, G.; Elmi, A. S.; Forzatti, P. J. Chem. Phys. 1987, 91, 5263.
86. Besselmann, S.; Freitag, C.; Hinrichsen, O.; Muhler, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 4633.
87. Bulushev, D. A.; Kiwi-Minsker, L.; Rainone, F.; Renken, A. J. Catal. 2002, 205, 115.
88. Freitag, C.; Besselmann, S.; Loeffler, E.; Gruenert, W.; Rosowski, F.; Muhler, M. Catal. Today 2004, 91-92, 143.
89. Popova, G. Ya.; Andrushkevich, T. V.; Semionova, E. V.; Chesalov, Yu. A.; Dovlitova, L. S.; Rogov, V. A.; Parmon, V. N. J. Mol. Catal. A: Chem. 2008, 283, 146.
90. Haija, M. A.; Guimond, S.; Romanyshyn, Y.; Uhl, A.; Kuhlenbeck, H.; Todorova, T. K.; Ganduglia-Pirovano, M. V.; Doebler, J.; Sauer, J.; Freund, H. J. Surf. Sci. 2006, 600, 1497.