Improving the carbon resistance of ni-based steam reforming catalyst by alloying with Rh: A computational study coupled with reforming experiments and exafs characterization

ACS Catalysis

Volumn 1, Issue 6, 2011, Pages 574-582

  Guo, Jiahua ^a   Xie, Chao ^a   Lee, Kyungtae ^b   Guo, Neng ^c   Miller, Jeffrey T ^c   Janik, Michael J ^b   Song, Chunshan ^a,b  

^a PENNSYLVANIA STATE UNIVERSITY   (United States)

^b The Pennsylvania State University   (United States)

^c ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

catalyst; coking; deactivation; DFT; EXAFS; Ni Rh; nickel; reforming; rhodium; steam reforming; stepped surfaces

Indexed keywords

DEACTIVATION; DFT; EXAFS; NI-RH; STEPPED SURFACES;

ADSORPTION; ALLOYING; ATOMS; CATALYST DEACTIVATION; CATALYST POISONING; CATALYST SUPPORTS; CHEMICAL BONDS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; HYDROCARBONS; OXIDATION; RHODIUM; STEAM; STEAM ENGINEERING; SYNTHESIS (CHEMICAL);

STEAM REFORMING;

EID: 79958194167     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cs2000472     Document Type: Article

References (66)

1. In Catalytic Steam Reforming, Catalysis-Science and Technology; Rostrup-Nielsen, J. R., Ed.; Springer-Verlag: Berlin, 1984.
2. Rostrup-Nielsen, J. R. Catal. Today 1993, 18, 305-324
3. Trimm, D. L. Catal. Today 1997, 37, 233-238
4. Trimm, D. L. Catal. Today 1999, 49, 3-10
5. Besenbacher, F.; Chorkendorff, I.; Clausen, B. S.; Hammer, B.; Molenbroek, A. M.; Nørskov, J. K.; Stensgaard, I. Science 1998, 279, 1913-1915
6. Osaki, T.; Mori, T. J. Catal. 2001, 204, 89-97
7. Bengaard, H. S.; Nørskov, J. K.; Sehested, J.; Clausen, B. S.; Nielsen, L. P.; Molenbroek, A. M.; Rostrup-Nielsen, J. R. J. Catal. 2002, 209, 365-384
8. Nikolla, E.; Holewinski, A.; Schwank, J.; Linic, S. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 11354-11355
9. Nikolla, E.; Schwank, J.; Linic, S. J. Catal. 2007, 250, 85-93
10. Strohm, J. J.; Zheng, J.; Song, C. S. J. Catal. 2006, 238, 309-320
11. Song, C. S. Catal. Today 2002, 77, 17-49
12. Zheng, J.; Strohm, J. J.; Song, C. Fuel Process. Technol. 2008, 89, 440-448
13. Pan, W.; Song, C. S. Catal. Today 2009, 148, 232-242
14. Xu, J.; Saeys, M. J. Catal. 2006, 242, 217-226
15. Molenbroek, A. M.; Nørskov, J. K.; Clausen, B. S. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 5450-5458
16. Holmblad, P. M.; Larsen, J. H.; Chorkendorff, I. J. Chem. Phys. 1996, 104, 7289-7295
17. Kratzer, P.; Hammer, B.; Nørskov, J. K. J. Chem. Phys. 1996, 105, 5595-5604
18. Nikolla, E.; Schwank, J.; Linic, S. J. Electrochem. Soc. 2009, 156, B1312-B1316
19. Nikolla, E.; Schwank, J. W.; Linic, S. Catal. Today 2008, 136, 243-248
20. Choi, J. S.; Moon, K. I.; Kim, Y. G.; Lee, J. S.; Kim, C. H.; Trimm, D. L. Catal. Lett. 1998, 52, 43-47
21. Nichio, N.; Casella, M. L.; Santori, G. F.; Ponzi, E. N.; Ferretti, O. A. Catal. Today 2000, 62, 231-240
22. Nikolla, E.; Schwank, J.; Linic, S. J. Catal. 2009, 263, 220-227
23. Xu, J.; Chen, L. W.; Tan, K. F.; Borgna, A.; Saeys, M. J. Catal. 2009, 261, 158-165
24. Xu, J.; Saeys, M. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 4099-4106
25. Xu, J.; Saeys, M. Chem. Eng. Sci. 2007, 62, 5039-5041
26. Rostrup-Nielsen, J. R.; Christensen, T. S.; Dybkjaer, I. Stud. Surf. Sci. Catal. 1998, 113, 81-95
27. Chen, Y. S.; Xie, C.; Li, Y.; Song, C. S.; Bolin, T. B. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 5707-5711
28. Shekhawat, D.; Gardner, T. H.; Berry, D. A.; Salazar, M.; Haynes, D. J.; Spivey, J. J. Appl. Catal., A 2006, 311, 8-16
29. Li, Y.; Wang, X. X.; Xie, C.; Song, C. S. Appl. Catal., A 2009, 357, 213-222
30. Kugai, J.; Velu, S.; Song, C. S. Catal. Lett. 2005, 101, 255-264
31. Kugai, J.; Subramani, V.; Song, C. S.; Engelhard, M. H.; Chin, Y. H. J. Catal. 2006, 238, 430-440
32. Lee, K.; Song, C. S.; Janik, M. J. Appl. Catal., A 2010, 389, 122-130
33. Basile, F.; Fornasari, G.; Trifiro, F.; Vaccari, A. Catal. Today 2002, 77, 215-223
34. Ferrandon, M.; Kropf, A. J.; Krause, T. Appl. Catal., A 2010, 379, 121-128
35. Kim, D. H.; Kang, J. S.; Lee, Y. J.; Park, N. K.; Kim, Y. C.; Hong, S. I.; Moon, D. J. Catal. Today 2008, 136, 228-234
36. Natesakhawat, S.; Oktar, M.; Ozkan, U. S. J. Mol. Catal. A: Chem. 2005, 241, 133-146
37. Natesakhawat, S.; Watson, R. B.; Wang, X. Q.; Ozkan, U. S. J. Catal. 2005, 234, 496-508
38. Xie, C. Appl. Catal., A 2010, 390, 210
39. Kresse, G.; Furthmuller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15-50
40. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 47, 558-561
41. Kresse, G.; Furthmuller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169-11186
42. Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B 1999, 59, 1758-1775
43. Perdew, J. P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. Phys. Rev. B 1992, 46, 6671-6687
44. Monkhorst, H. J.; Pack, J. D. Phys. Rev. B 1976, 13, 5188-5192
45. Henkelman, G.; Jónsson, H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9978-9985
46. Mills, G.; Jónsson, H.; Schenter, G. K. Surf. Sci. 1995, 324, 305-337
47. Henkelman, G.; Uberuaga, B. P.; Jónsson, H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9901-9904
48. Pérez-Cabero, M.; Romeo, E.; Royo, C.; Monzon, A.; Guerrero-Ruiz, A.; Rodríguez-Ramos, I. J. Catal. 2004, 224, 197-205
49. Nagaoka, K.; Jentys, A.; Lercher, J. A. J. Catal. 2005, 229, 185-196
50. Mukainakano, Y.; Li, B. T.; Kado, S.; Miyazawa, T.; Okumura, K.; Miyao, T.; Naito, S.; Kunimori, K.; Tomishige, K. Appl. Catal., A 2007, 318, 252-264
51. Li, D. L.; Shishido, T.; Oumi, Y.; Sano, T.; Takehira, K. Appl. Catal., A 2007, 332, 98-109
52. Binary Alloy Phase Diagrams; Massalski, T. B.; Okamoto, H.; Subramanian, P. R.; Kacprzak, L., Eds.; ASM International: Materials Park, OH, 1990; p 2849.
53. Ruban, A. V.; Skriver, H. L.; Nørskov, J. K. Phys. Rev. B 1999, 59, 15990-16000
54. Christensen, A.; Ruban, A. V.; Stoltze, P.; Jacobsen, K. W.; Skriver, H. L.; Nørskov, J. K.; Besenbacher, F. Phys. Rev. B 1997, 56, 5822-5834
55. Watwe, R. M.; Bengaard, H. S.; Rostrup-Nielsen, J. R.; Dumesic, J. A.; Nørskov, J. K. J. Catal. 2000, 189, 16-30
56. Triantafyllopoulos, N. C.; Neophytides, S. G. J. Catal. 2003, 217, 324-333
57. Abild-Pedersen, F.; Nørskov, J. K.; Rostrup-Nielsen, J. R.; Sehested, J.; Helveg, S. Phys. Rev. B 2006, 73, 115419-115431
58. Albright, L. F.; Marek, J. C. Ind. Eng. Chem. Res. 1988, 27, 755-759
59. Snoeck, J. W.; Froment, G. F.; Fowles, M. J. Catal. 1997, 169, 250-262
60. Snoeck, J. W.; Froment, G. F.; Fowles, M. J. Catal. 1997, 169, 240-249
61. Helveg, S.; López-Cartes, C.; Sehested, J.; Hansen, P. L.; Clausen, B. S.; Rostrup-Nielsen, J. R.; Abild-Pedersen, F.; Nørskov, J. K. Nature 2004, 427, 426-429
62. Klinke, D. J.; Wilke, S.; Broadbelt, L. J. J. Catal. 1998, 178, 540-554
63. Andersson, M. P.; Abild-Pedersen, E.; Remediakis, I. N.; Bligaard, T.; Jones, G.; Engbwk, J.; Lytken, O.; Horch, S.; Nielsen, J. H.; Sehested, J.; Rostrup-Nielsen, J. R.; Nørskov, J. K.; Chorkendorff, I. J. Catal. 2008, 255, 6-19
64. Mavrikakis, M.; Hammer, B.; Nørskov, J. K. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 2819-2822
65. Van Santen, R. A.; Neurock, M. Russ. J. Phys. Chem. B 2007, 1, 261-291
66. Wang, J. H.; Lee, C. S.; Lin, M. C. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 6681-6688