Gas-phase thermodynamics as a validation of computational catalysis on surfaces: A case study of Fischer-Tropsch synthesis

ChemPhysChem

Volumn 13, Issue 6, 2012, Pages 1486-1494

  Zhang, Igor Ying ^a,b   Xu, Xin ^a,b  

^a FUDAN UNIVERSITY   (China)

^b XIAMEN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

density functional calculations; Fischer Tropsch Synthesis; gas phase reactions; heterogeneous catalysis; thermodynamics

Indexed keywords

CATALYSIS; COMPUTATION THEORY; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; GASES; PHASE INTERFACES; SURFACE REACTIONS; THERMODYNAMICS;

B3LYP FUNCTIONALS; CATALYTIC MECHANISMS; CORRELATION EFFECT; DOUBLE HYBRID FUNCTIONAL; GAS-PHASE BEHAVIOR; GAS-PHASE REACTIONS; MANY-BODY PERTURBATION; THEORETICAL METHODS;

FISCHER-TROPSCH SYNTHESIS;

EID: 84859881572     PISSN: 14394235     EISSN: 14397641     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cphc.201100909     Document Type: Article

References (90)

1. P. M. Maitlis, V. Zanotti, Chem. Commun. 2009, 1619-1634, and references therein.
2. G. P. van der Laan, A. A. C. M. Beenackers, Catal. Rev. Sci. Eng. 1999, 41, 255-318, and references therein.
3. Catalysis in C1 Chemistry (Ed.:, W. Keim,), Springer, Dordrecht, 1983.
4. Z. P. Liu, P. Hu, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11568-11569.
5. J. Chen, Z. P. Liu, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7929-7937.
6. J. Cheng, P. Hu, P. Ellis, S. French, G. Kelly, C. M. Lok, Top. Catal. 2010, 53, 326-337, and references therein.
7. J. M. H. Lo, T. Ziegler, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 13149-13162.
8. Q. Ge, M. Neurock, H. A. Wright, N. Srinivasan, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 2826-2829.
9. C. F. Huo, Y. Wang Li, J. G. Wang, H. J. Jiao, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 14108-14116.
10. C. F. Huo, Y. Wang Li, J. G. Wang, H. J. Jiao, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14713-14721.
11. M. Zhuo, K. F. Tan, A. Borgna, M. Saeys, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 8357-8365.
12. O. R. Inderwildi, S. J. Jenkins, D. A. King, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1751-1759.
13. O. R. Inderwildi, S. J. Jenkins, D. A. King, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 1305-1307.
14. I. M. CiobÄca, G. J. Kramer, Q. Ge, M. Neurock, R. A. van Santen, J. Catal. 2002, 212, 136-144.
15. S. Shetty, A. P. J. Jansen, R. A. van Santen, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12874-12875.
16. R. A. van Saten, M. Neurock, S. G. Shetty, Chem. Rev. 2010, 110, 2005-2048.
17. M. Ojeda, R. Nabar, A. U. Nilekar, A. Ishikawa, M. Mavrikakis, Q. Iglesia, J. Catal. 2010, 272, 287-297.
18. J. Perdew, K. Burke, M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868.
19. G. Y. Sun, J. Kurti, P. Rajczy, M. Kertesz, J. Hafner, G. Kresse, THEOCHEM 2003, 624, 37-45.
20. S. Scandolo, P. Giannozzi, C. Cavazzoni, S. de Gironcoli, A. Pasquarello, S. Baroni, Z. Fur Kristallographie 2005, 220, 574-579.
21. A. D. Becke, Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100.
22. C. T. Lee, W. T. Yang, R. G. Parr, Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789.
23. A. D. Becke, J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.
24. P. J. Stephens, F. J. Devlin, C. F. Chabalowski, M. J. Frisch, J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623-11627.
25. X. Wu, A. Selloni, R. Car, Phys. Rev. B 2009, 79, 085102.
26. H. V. Nguyen, S. D. Gironcalt, Phys. Rev. B 2009, 79, 205114.
27. J. Paier, M. Marsman, K. Hummer, G. Kresse, I. Gerber, J. G. Angyán, J. Chem. Phys. 2006, 125, 249901.
28. C. Pisani, R. Dovesi, Int. J. Quantum Chem. 1980, 17, 501-516.
29. M. Guidon, F. Schiffman, J. Hutter, J. Vande Vondele, J. Chem. Phys. 2008, 128, 214104.
30. O. Hod, J. E. Peralta, G. E. Scuseria, Phys. Rev. B 2007, 76, 233401.
31. X. Lu, X. Xu, J. M. Wu, N. Q. Wang, Q. Zhang, New J. Chem. 2002, 26, 160-164.
32. X. Xu, D. Y. Wu, B. Ren, H. Xian, Z. Q. Tian, Chem. Phys. Lett. 1999, 311, 193-201.
33. D. Y. Wu, B. Ren, X. Xu, G. K. Liu, Z. L. Yang, Z. Q. Tian, J. Chem. Phys. 2003, 119, 1701-1709.
34. D.-Y. Wu, X.-M. Liu, S. Duan, X. Xu, B. Ren, S. H. Lin, Z.-Q. Tian, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4195-4204.
35. G. Fu, X. Xu, X. Lu, H. L. Wan, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 6416-6421.
36. X. Xu, S.-Y. Kang, T. Yamabe, Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 076106.
37. X. Lu, X. Xu, N. Q. Wang, Q. E. Zhang, J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3373-3379.
38. A. Stroppa, G. Kresse, New J. Phys. 2008, 10, 063020.
39. F. D. Sala, E. Fabiano, S. Laricchia, S. D'agostino, M. Piavenza, Int. J. Quantum Chem. 2010, 110, 2162-2171.
40. J. Paier, M. Marsman, G. Kresse, J. Chem. Phys. 2007, 127, 024103.
41. A. Stroppa, K. Termentzidis, J. Paier, G. Kresse, J. Hafner, Phys. Rev. B 2007, 76, 195440.
42. L. A. Curtiss, K. Raghavachari, P. C. Redfern, J. A. Pople, J. Chem. Phys. 2000, 112, 7374-7383.
43. L. A. Curtiss, K. Raghavachari, P. C. Redfern, J. A. Pople, J. Chem. Phys. 1997, 106, 1063-1079.
44. J. M. Wu, X. Xu, J. Chem. Phys. 2008, 129, 164103.
45. Y. Zhao, N. González-García, D. G. Truhlar, J. Phys. Chem. A 2005, 109, 2012-2018.
46. Y. Zhao, D. G. Truhlar, J. Phys. Chem. A 2005, 109, 5656-5667.
47. P. Jurečka, J. Šponer, J. Černý, P. Hobza, Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 1985-1993.
48. Y. Zhang, X. Xu, W. A. Goddard III, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 4963-4968.
49. F. Furche, J. P. Perdew, J. Chem. Phys. 2006, 124, 044103.
50. C. J. Cramer, D. G. Truhlar, Phys. Chem. Chem. Phys. 2009, 11, 10757-10816.
51. R. I. Masel, Principles of Adsorption and Reaction on Solid Surfaces, Wiley, New York, 1996, p. 444.
52. K. Honkala, A. Hellman, I. N. Remediakis, A. Logadottir, A. Carlsson, S. Dahl, C. H. Christensen, J. K. Nørskov, Science 2005, 307, 555-558.
53. B. H. Davis, Catal. Today 2009, 141, 25-33, and references therein.
54. J. P. Hindermann, G. J. Hutchings, A. Kiennemann, Catal. Rev. Sci. Eng. 1993, 35, 1-127, and references therein.
55. H. Schulz, in Advances in Fischer-Tropsch Synthesis, Catalysts, and Catalysis (Eds.:, B. H. Davis, M. L. Occelli,), CRC Press, Boca Raton, 2010, pp. 165-184, and references therein.
56. G. A. Olah, Á. Molnár, Hydrocarbon Chemistry, 2nd ed., Wiley, New York, 2003.
57. O. R. Inderwildi, S. J. Jenkins, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 2274-2309.
58. G. W. Huber, S. Iborra, A. Corma, Chem. Rev. 2006, 106, 4044-4098.
59. D. C. Langreth, J. P. Perdew, Phys. Rev. B 1977, 15, 2884-2901.
60. A. Görling, M. Levy, Phys. Rev. B 1993, 47, 13105-13113.
61. Gaussian 03, Revision D.01, M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery, Jr., T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, J. A. Pople, Gaussian, Inc., Wallingford CT, 2004.
62. Y. Kobori, H. Yamasaki, S. Naito, T. Onishi, K. Tamaru, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1 1982, 78, 1473-1490.
63. W. J. Mitchell, J. Xie, T. A. Jachimowski, W. H. Weinberg, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2606-2617.
64. L. Schimka, J. Harl, A. Stroppa, A. Grüneis, M. Marsman, F. Mittendorfer, G. Kresse, Nat. Mater. 2010, 9, 741-744.
65. P. Biloen, J. Helle, W. M. H. Sachtler, J. Catal. 1979, 58, 95-107.
66. R. C. Brady, R. Pettit, J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 1287-1289.
67. M. E. Dry, Appl. Catal. A 1996, 138, 319-344.
68. J. F. Kummer, P. H. Emmett, J. Am. Chem. Soc. 1953, 75, 5177-5183.
69. I. Y. Zhang, J. M. Wu, X. Xu, Chem. Commun. 2010, 46, 3057-3070.
70. I. Y. Zhang, Y. Luo, X. Xu, J. Chem. Phys. 2010, 132, 194105.
71. I. Y. Zhang, Y. Luo, X. Xu, J. Chem. Phys. 2010, 133, 104105.
72. I. Y. Zhang, X. Xu, Int. Rev. Phys. Chem. 2011, 30, 115-160.
73. J. M. Wu, X. Xu, J. Comput. Chem. 2009, 30, 1424-1444.
74. J. M. Wu, I. Y. Zhang, X. Xu, ChemPhysChem 2010, 11, 2561-2567.
75. J. M. Wu, X. Xu, J. Chem. Phys. 2007, 127, 214105.
76. C. Díaz, E. Pijper, R. A. Olsen, H. F. Busnengo, D. J. Auerbach, G. J. Kroes, Science 2009, 326, 832-834.
77. I. Y. Zhang, J. M. Wu, Y. Luo, X. Xu, J. Chem. Theory Comput. 2010, 6, 1462-1469.
78. L. Rao, H. W. Ke, G. Fu, X. Xu, Y. J. Yan, J. Chem. Theory Comput. 2009, 5, 86-56.
79. I. Y. Zhang, J. M. Wu, Y. Luo, X. Xu, J. Comput. Chem. 2011, 32, 1824-1838.
80. I. Y. Zhang, X. Xu, Y. S. Jung, W. A. Goddard III, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 19896-19900.
81. L. Goerigk, S. Grimme, J. Chem. Theory Comput. 2011, 7, 291-309.
82. J.-D. Chai, M. Head-Gordon, J. Chem. Phys. 2009, 131, 174105.
83. A. Karton, A. Tarnopolsky, J. F. Lamere, G. C. Schatz, J. M. L. Martin, J. Phys. Chem. A 2008, 112, 12868-12886.
84. Y. Zhao, D. G. Truhlar, Theor. Chem. Acc. 2008, 120, 215-241.
85. X. Xu, W. A. Goddard III, J. Phys. Chem. A 2004, 108, 8495-8504.
86. X. G. Ren, A. Tkatchenko, P. Rinke, M. Scheffler, Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 153003.
87. C. Pisani, L. Maschio, S. Casassa, M. Halo, M. Schütz, D. Usvyat, J. Comput. Chem. 2008, 29, 2113-2124.
88. A. F. Izmaylov, G. E. Scuseria, Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 3421-3429.
89. Q.-M. Hu, K. Reuter, M. Scheffler, Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 176103.
90. C. Tuma, J. Sauer, Chem. Phys. Lett. 2004, 387, 388-394.