Confined But-2-ene catalytic isomerization inside H-ZSM-5 models: A DFT study

Journal of Chemical Theory and Computation

Volumn 5, Issue 5, 2009, Pages 1274-1283

  Barone, Giampaolo ^a   Armata, Nerina ^a   Prestianni, Antonio ^a   Rubino, Teresa ^a   Duca, Dario ^a   Murzin, Dmitry Yu ^b  

^a UNIVERSITY OF PALERMO   (Italy)

^b LABORATORY OF INDUSTRIAL CHEMISTRY AND REACTION ENGINEERING   (Finland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 66749119465     PISSN: 15499618     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ct800402k     Document Type: Article

References (84)

1. (a) Boudart, M.; Djega-Mariadassou, G. Kinetics of Hetero-geneous Catalytic Reactions; Princeton U. Press: Princeton, NJ, 1984; pp 38-76.
2. (b) Dumesic, J. A.; Rudd, D. F.; Aparicio, L. M.; Rekoske, J. E.; Trevino, A. A. The Micro-kinetics of Heterogeneous Catalysis; ACS Professional Reference Book: Washington, DC, 1993; pp 1-72.
3. (c) Averill, B. A.; Rietjens, I. M. C. M.; van Leeuwen, P. W. N. M.; van Santen, R. A. In Catalysis: An Integrated Approach, 2nd ed.; van Santen, R. A., van Leeuwen, P. W. N. M., Moulijn, J. A., Averill, B. A., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 1999; Vol. 123, Chapter 4, pp 109-206.
4. (d) van Santen, R. A.; Neurock, M. Molecular Heterogeneous Catalysis; Wiley-VCH: Wein-heim, 2006; pp 19-82.
5. (a) Sauer, J. Chem. Rev. 1989, 89, 199-255.
6. (b) van Santen, R. A.; Kramer, G. J. Chem. Rev. 1995, 95, 637-660.
7. (c) Brandie, M.; Sauer, J. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1556-1570.
8. Miyamoto, A.; Kobayashi, Y.; Elanany, M.; Tsuboi, H.; Koyama, M.; Endou, A.; Takaba, H.; Kubo, M.; Del Carpio, C.; Selvam, P. Microporous Mesoporous Mater. 2007, 101, 324-333.
9. (a) Corma, A. Chem,. Rev. 1995, 95, 559-614.
10. (b) Tao, Y.; Kanoh, H.; Abrams, L.; Kaneko, K. Chem. Rev. 2006, 106, 896-910.
11. Delahay, G.; Coq, B. In Zeolites for Cleaner Technologies; Guisnet, M., Gilson, J.-P., Eds.; Imperial College Press: London, 2002; Vol. 3, Chapter 16, pp 345-374.
12. (a) Moscou, L. In Introduction to Zeolite Science and Practice: van Bekkum, H., Flanigen, E. M., Jansen, J.C. Eds.; Elsevier: Amsterdam, 1991; Vol. 58, Chapter 1, pp 1-12.
13. (b) Corma, A.; Qrchillés, A. V. Microporous Mesoporous Mater. 2000, 35-36, 21-30.
14. (a) Damin, A.; Bonino, F.; Ricchiardi, G.; Bordiga, S.; Zecchina, A.; Lamberti, C. J. Phvs. Chem. B 2002, 106, 7524-7526.
15. (b) Boronat, M.; Conceptión, P.; Corma, A.; Renz, M.; Valencia, S. J. Catal. 2005, 234, 111-118.
16. Wang, H.; Turner, E. A.; Huang, Y. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 8240-8249.
17. Demuth, T.; Rozanska, X.; Benco, L.; Hafner, J.; van Santen, R. A.; Toulhoat, H. J. Catal. 2003, 214, 68-77.
18. Nieminen, V.; Sierka, M.; Murzin, D. Y.; Sauer, J. J. Catal. 2005, 231, 393-404.
19. Tuma, C.; Sauer, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 3955-3965.
20. (a) Kazansky, V. B.; Frash, M. V.; van Santen, R. A. Catal. Lett. 1997, 48, 61-67.
21. (b) Kazansky, V. B. Catal. Today 1999, 51, 419-434.
22. (c) Sommer, J.; Jost, R. Pure Appl. Chem., 2000, 72, 2309-2318.
23. (d) Truitt, M. J.; Toporek, S. S.; Rovira-Truitt, R.; White, J. L. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1847-1852.
24. Milas, I.; Nascimento, M. A. C. Chem. Phys. Lett. 2006, 418, 368-372.
25. (a) Xu, T.; Barich, D. H.; Goguen, P. W.; Song, W.; Wang, Z.; Nicholas, J. B.; Haw, J. F. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 4025-4026.
26. (b) Wang, X.; Carabineiro, H.; Lemos, F.; Lemos, M. A. N. D. A.; Ramoa Ribeiro, F. J. Mol. Catal. A: Chem. 2004, 216, 131-137.
27. (c) Boronat, M.; Viruela, P. M.; Corma, A. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3300-3309.
28. Gleeson, D. J. Comput.-Aided Mol. Des. 2008, 22, 579-585.
29. Vayssilov, G. N.; Rösch, N. Phys. Chem,. Chem,. Phys. 2005, 7, 4019-4026.
30. Ivanova Shor, E. A.; Nasluzov, V. A.; Shor, A. M.; Vayssilov, G. N.; Rösch, N. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12340-12351.
31. (a) Teunissen, E. H.; van Santen, R. A.; Jansen, A. P.; van Duijneveldt, F. B. J. Phys. Chem. 1993, 97, 203-210.
32. (b) Sauer, J.; Ugliengo, P.; Garrone, E.; Saunders, V. R. Chem. Rev. 1994, 94, 2095-2160.
33. (c) Teunissen, E. H.; Jansen, A. P.; van Santen, R. A. J. Phys. Chem. 1995, 99, 1873-1879.
34. (d) Ivanova Shor, E. A.; Shor, A. M.; Nasluzov, V. A.; Vayssilov, G. N.; Rösch, N. J. Chem,. Theory Comput. 2005, 1, 459-471.
35. Barone, G.; Casella, G.; Giuffrida, S.; Duca, D. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 13033-13043.
36. (a) Solans-Monfort, X.; Sodupe, M.; Branchadell, V.; Sauer, J.; Orlo, R.; Ugliengo, P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 3539-3545.
37. (b) Rozanska, X. X.; Barbosa, L. A. M. M.; van Santen, R. A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 2203-2211.
38. (c) Jansang, B.; Nanok, T.; Limtrakul, J. J. Mol. Catal. A: Chem. 2007, 264, 26433-26439.
39. Milas, I.; Nascimento, M. A. C. Chem,. Phys. Lett. 2003, 373, 379-384.
40. Wei, J.; Prater, C. D. Adu. Catal. 1962, 13, 203-392.
41. Ivanov, P.; Papp, V. Appl. Surf. Sci. 2001, 179, 234-239.
42. Nkosi, B.; Ng, F. T. T.; Rempel, G. L. Appl. Catal. A 1997, 158, 225-241.
43. de Ménorval, B.; Ayrault, P.; Gnep, N. S.; Guisnet, V. Appl. Catal. A 2006, 304, 1-13.
44. (a) Cundall, R. B.; Grifnths, P. A. Discuss. Faraday Soc. 1963, 36, 111-123.
45. (b) Cundall, R. B.; Grifnths, P. A. J. Am. Chem. Soc. 1963, 85, 1211-1212.
46. (c) Back, M. H.; Cvet-anović, R. J. Can. J. Chem., 1963, 41, 1396-1406.
47. (d) Back, M. H.; Cvetanović, R. J. Can. J. Chem., 1963, 41, 1406-1412.
48. (e) Golden, D. M.; Egger, K. W.; Benson, S. W. J. Am. Chem. Soc. 1964, 86, 5416-5420.
49. (f) Egger, K. W.; Golden, D. M.; Benson, S. W. J. Am. Chem. Soc. 1964, 86, 5420-5424.
50. (g) Benson, S. W.; Egger, K. W.; Golden, D. M. J. Am. Chem. Soc. 1965, 87, 468-476.
51. Kotz, J. C.; Treichel, P. M.; Weaver, G. C. Chemistry and Chemical Reactiuity, 6th ed.; Thomson Learning: Philadelphia, 2006; pp 729-731.
52. Delbecq, F.; Zaera, F. J. Am,. Chem,. Soc. 2008, 130, 14924-14925.
53. Cano, M. L.; Hamilton, D. M., Jr.; Thomason, T. B. Production of 1-Alkenes from Mixed Olefin Streams using Catalytic Distillation, U.S. Patent 7355087, 2005.
54. van Santen, R. A. J. Mol Catal A: Chem., 1997, 115, 405-419.
55. (a) Baerlocher, C.; Meyer, W. M.; Oison, D. H. Atlas of Zeolite Framework Types, 5th ed.; Elsevier: Amsterdam, 2001.
56. (b) Database of Zeolite Structures, http://www.iza-structure.org/ databases/(accessed Aug 1, 2008).
57. (c) Database of Zeolite Structures, Zeolite Framework Types, http://izasc.ethz.ch/fmi/xsl/IZA-SC/ft.xsl (accessed Nov 5, 2007).
58. 31 the first and the second T are coincident with the Al and the Si center, respectively.
59. Frisch, M. J.; Tracks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komáromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03, Revision D.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2005.
60. (a) Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.
61. (b) Stephens, P. J.; Devlin, J. F.; Chabalowsky, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623-11627.
62. Tirado-Rives, J.; Jorgensen, W. L. J. Chem,. Theory Comput. 2008, 4, 297-306.
63. Stratmann, R. E.; Scuseria, G. E.; Frisch, M. J. J. Chem. Phys. 1998, 109, 8218-8224.
64. (a) Schreiner, P. R. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 4184-4190.
65. (b) Cramer, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 6261-6269.
66. (c) Schreiner, P. R.; Prall, M. J. Am. Chem, Soc. 1999, 121, 8615-8627.
67. (d) Clark, A. E.; Davidson, E. R.; Zaleski, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2650-2657.
68. (e) Graefenstein, J.; Kraka, E.; Filatov, M.; Cremer, D. Int. J. Mol. Sci. 2002, 3, 360-394.
69. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chim. Acta 1973, 28, 213-222.
70. (b) Francl, M. M.; Petro, W. J.; Hehre, W. J.; Binkley, J. S.; Gordon, D. J.; De Frees, M. S.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1982, 77, 3654-3665.
71. (a) Binkley, J. S.; Pople, J. A.; Hehre, W. J. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 939-947.
72. (b) Gordon, M. S.; Binkley, J. S.; Pople, J. A.; Pietro, W. J.; Hehre, W. J. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 2797-2803.
73. Hay, P. J.; Wadt, W. R. J. Chem, Phys. 1985, 82, 270-283.
74. J. Chem. Theory Comput, Vol. 5, No. 5, 2009 1283
75. Raghavachari, K.; Tracks, G. W. J. Chem, Phys. 1989, 91, 1062-1065.
76. Foresman, J. B.; Frisch, Aé. Exploring Chemistry with Electronic Structure Methods, 2nd ed.; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 1996; pp 61-90.
77. Peng, C.; Ayala, P. Y.; Schlegel, H. B.; Frisch, M. J. J. Comput. Chem. 1996, 17, 49-56.
78. Boys, S. F.; Bernardi, F. Mol, Phys. 1970, 19, 553-566.
79. Kubicka, D.; Kumar, N.; Venäläinen, T.; Karhu, H.; Kubickova, I.; Österholm, H.; Murzin, D. Yu. J. Phys. Chem, B 2006, 110, 4937-4946.
80. Yoda, E.; Kondo, J. N.; Domen, K. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1464-1472.
81. Roos, B. O. In Comvutational Photochemistry: Olivucci, M., Ed.; Elsevier: Amsterdam, 2005; Vol. 16, Chapter 10, pp 317-348.
82. Moc, J.; Musaev, D. G.; Morokuma, K. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 5973-5983.
83. Conner, W. C., Jr.; Falconer, J. L. Chem, Rev. 1995, 95, 759-788.
84. Bowker, M.; Bowker, L. J.; Bennett, R. A.; Stone, P.; Ramirez-Cuesta, A. J. Mol, Catal, A: Chem. 2000, 163, 221-232.