DFT study of nitrogen-substituted FAU: Effects of ion exchange and aluminum content on base strength

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 115, Issue 1, 2011, Pages 188-194

  Agarwal, Vishal ^a   Conner, W Curtis ^a   Auerbach, Scott M ^a,b  

^a University of Massachusetts   (United States)

^b UNIVERSITY OF MASSACHUSETTS   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AL CONTENT; ALUMINUM CONTENTS; BASE STRENGTH; CHARGE-COMPENSATING CATIONS; DFT STUDY; EMBEDDED CLUSTERS; FAUJASITES; HIGH-SILICA ZEOLITES; MIXED BASIS SETS; NITRIDED; NITRIDED ZEOLITES; PROBE MOLECULES; SORPTION ENERGY; Y ZEOLITES;

CESIUM; CESIUM COMPOUNDS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; FLUORINE; ION EXCHANGE; ORGANIC POLYMERS; PROBES; SILICA; SILICATE MINERALS; SILICON; SORPTION; ZEOLITES;

ALUMINUM;

EID: 78651064847     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp106971u     Document Type: Article

References (56)

1. Auerbach, S. M.; Carrado, K. A.; Dutta, P. K. Handbook of Zeolite Science and Technology; Marcel Dekker, Inc.: New York, 2003.
2. Huber, G. W.; Iborra, S.; Corma, A. Chem. Rev. 2006, 106, 4044
3. Hattori, H. Chem. Rev. 1995, 95, 537
4. Ono, Y.; Baba, T. Catal. Today 1997, 38, 321
5. Weitkamp, J.; Hunger, M.; Rymsa, U. Microporous Mesoporous Mater. 2001, 48, 255
6. Kerr, G. T.; Shipman, G. F. J. Phys. Chem. 1968, 72, 3071
7. Guillou, N.; Gao, Q.; Forster, P. M.; Chang, J. S.; Nogues, M.; Park, S. E.; Ferey, G.; Cheetham, A. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 2831
8. Astala, R.; Auerbach, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1843
9. Ernst, S.; Hartmann, M.; Sauerbeck, S.; Bongers, T. Appl. Catal., A 2000, 200, 117
10. Narasimharao, K.; Hartmann, M.; Thiel, H. H.; Ernst, S. Microporous Mesoporous Mater. 2006, 90, 377
11. Hammond, K. D.; Auerbach, S. M. Modeling the Structure and Spectroscopy of Alkaline Zeolites. In Silica and Silicates in Modern Catalysis; Kerala: Research Signpost ed.; Halasz, I., Ed.; 2010, p. 29.
12. Dogan, F.; Hammond, K. D.; Tompsett, G. A.; Huo, H.; Conner, W. C.; Auerbach, S. M.; Grey, C. P. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 11062
13. Fink, P.; Datka, J. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 1989, 85, 3079
14. Guo, J.; Han, A.-J.; Yu, H.; Dong, J.-P.; He, H.; Long, Y.-C. Microporous Mesoporous Mater. 2006, 94, 166
15. Hammond, K. D.; Dogan, F.; Tompsett, G. A.; Agarwal, V.; W. Curtis, C., Jr.; Grey, C. P.; Auerbach, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 14912
16. Hammond, K. D.; Gharibeh, M.; Tompsett, G. A.; Dogan, F.; Brown, A. V.; Grey, C. P.; Auerbach, S. M.; Conner, W. C. Chem. Mater. 2010, 22, 130
17. Han, A. J.; He, H. Y.; Guo, J.; Yu, H.; Huang, Y. F.; Long, Y. C. Microporous Mesoporous Mater. 2005, 79, 177
18. Han, A. J.; Zeng, Y.; Guo, J.; Huang, Y. F.; He, H. Y.; Long, Y. C. Chin. J. Chem. 2005, 23, 413
19. Srasra, M.; Poncelet, G.; Grange, P.; Delsarte, S. Nitrided Ultrastable Zeolite Y: Identification and Quantification of Incorporated Nitrogen Species and their Influence on the Basic Catalytic Activity. In Sieves: From Basic Research to Industrial Applications, Pts A and B; 3rd Conference of the Federation-of-European-Zeolite-Association, Prague, Czech Republic, Aug 23-29, 2005; Cejka, J.; Zilkova, N.; Nachtigall, P., Eds.; Studies in Surface Science and Catalysis; Elsevier Science, BV: Amsterdam, The Netherlands, 2005; Vol. 40, pp 1811-1818.
20. Agarwal, V.; Huber, G. W.; Conner, W. C.; Auerbach, S. M. J. Catal. 2010, 269, 53
21. Agarwal, V.; Huber, G. W.; Conner, W. C.; Auerbach, S. M. J. Catal. 2010, 270, 249
22. Barthomeuf, D. Catal. Rev.-Sci. Eng. 1996, 38, 521
23. Barthomeuf, D. J. Phys. Chem. 1984, 88, 42
24. Barthomeuf, D.; Coudurier, G.; Vedrine, J. C. Mater. Chem. Phys. 1988, 18, 553
25. Huang, M.; Adnot, A.; Kaliaguine, S. J. Catal. 1992, 137, 322
26. Huang, M.; Adnot, A.; Kaliaguine, S. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10005
27. Huang, M.; Kaliaguine, S. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1992, 88, 751
28. Xie, J. H.; Huang, M. M.; Kaliaguine, S. React. Kinet. Catal. Lett. 1996, 58, 217
29. Xie, J. H.; Huang, M. M.; Kaliaguine, S. Appl. Surf. Sci. 1997, 115, 157
30. Okamoto, Y.; Ogawa, M.; Maezawa, A.; Imanaka, T. J. Catal. 1988, 112, 427
31. Fermann, J. T.; Moniz, T.; Kiowski, O.; McIntire, T. J.; Auerbach, S. M.; Vreven, T.; Frisch, M. J. J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 1232
32. Mignon, P.; Geerlings, P.; Schoonheydt, R. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 24947
33. Krishnan, R.; Binkley, J. S.; Seeger, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650
34. Lavalley, J. C.; Lamotte, J.; Travert, A.; Czyzniewska, J.; Ziolek, M. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1998, 94, 331
35. Heidler, R.; Janssens, G.; Mortier, W. J.; Schoonheydt, R. A. J. Phys. Chem. 1996, 100, 19728
36. Mishin, I. V.; Brueva, T. R.; Kapustin, G. I. Adsorption-J. Int. Adsorpt. Soc. 2005, 11, 415
37. Tsutsumi, K.; Mitani, Y.; Takahashi, H. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1983, 56, 1912
38. Auroux, A.; Vedrine, J. C. Microcalorimetric characterization of acidity and basicity of various metallic oxide. In Studies in Surface Science Catalysis; Imelik, B., Naccache, C., Coudurier, G., Ben Taarit, Y., Vedrine, J. C., Eds., Elsevier: Amsterdam, 1985; Vol. 20, p 311.
39. Hriljac, J. A.; Eddy, M. M.; Cheetham, A. K.; Donohue, J. A.; Ray, G. J. J. Solid State Chem. 1993, 106, 66
40. Dapprich, S.; Komaromi, I.; Byun, K. S.; Morokuma, K.; Frisch, M. J. J. Mol. Struct.: THEOCHEM 1999, 462, 1
41. Morokuma, K.; Dapprich, S.; Komaromi, I.; Froese, R. D.; Holthausen, M.; Musaev, D. G.; Byun, S.; Khoroshun, S. Abstr. Pap. Am. Chem. Soc. 1997, 214, 74
42. Vreven, T.; Morokuma, K.; Farkas, O.; Schlegel, H. B.; Frisch, M. J. J. Comput. Chem. 2003, 24, 760
43. Buttefey, S.; Boutin, A.; Mellot-Draznieks, C.; Fuchs, A. H. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 9569
44. Jaramillo, E.; Auerbach, S. M. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 9589
45. Morokuma, K. Bull. Korean Chem. Soc. 2003, 24, 797
46. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648
47. Lee, C. T.; Yang, W. T.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785
48. Fermann, J. T.; Blanco, C.; Auerbach, S. J. Chem. Phys. 2000, 112, 6779
49. Fuentealba, P.; Preuss, H.; Stoll, H.; Vonszentpaly, L. Chem. Phys. Lett. 1982, 89, 418
50. Rappe, A. K.; Casewit, C. J.; Colwell, K. S.; Goddard, W. A.; Skiff, W. M. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10024
51. Vreven, T.; Byun, K. S.; Komaromi, I.; Dapprich, S.; Montgomery, J. A.; Morokuma, K.; Frisch, M. J. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 815
52. Vreven, T.; Frisch, M. J.; Kudin, K. N.; Schlegel, H. B.; Morokuma, K. Mol. Phys. 2006, 104, 701
53. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; J. A. Montgomery, J.; 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.; Komaromi, 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 Development Version, Revision D.02.
54. Besler, B. H.; Merz, K. M.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1990, 11, 431
55. Singh, U. C.; Kollman, P. A. J. Comput. Chem. 1984, 5, 129
56. Mellot, C. F.; Cheetham, A. K. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3864