Dual-copper catalytic site formed in CuMFI zeolite makes effective activation of ethane possible even at room temperature

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 116, Issue 19, 2012, Pages 10680-10691

  Itadani, Atsushi ^a   Torigoe, Hiroe ^a   Yumura, Takashi ^b   Ohkubo, Takahiro ^a   Kobayashi, Hisayoshi ^b   Kuroda, Yasushige ^a  

^a OKAYAMA UNIVERSITY   (Japan)

^b KYOTO INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (Japan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVE CENTER; CATALYTIC SITES; DENSITY FUNCTIONAL THEORY CALCULATIONS; EXAFS DATA; EXTENDED X-RAY ABSORPTION FINE STRUCTURE DATUM; IR BANDS; MFI-TYPE ZEOLITE; ROOM TEMPERATURE; SINGLE SITES;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ETHANE; EXTENDED X RAY ABSORPTION FINE STRUCTURE SPECTROSCOPY; ION EXCHANGE; POSITIVE IONS;

COPPER;

EID: 84861653612     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp3022858     Document Type: Article

References (94)

1. Shilov, A. E.; Shul'pin, G. B. Chem. Rev. 1997, 97, 2879-2932
2. Jun, C.-H. Chem. Soc. Rev. 2004, 33, 610-618
3. Balcells, D.; Clot, E.; Eisenstein, O. Chem. Rev. 2010, 110, 749-823
4. Corma, A. Chem. Rev. 1995, 95, 559-614
5. Santen, R. A.; Kramer, G. J. Chem. Rev. 1995, 95, 637-660
6. De Vos, D. E.; Dams, M.; Sels, B. F.; Jacobs, P. A. Chem. Rev. 2002, 102, 3615-3640
7. Itadani, A.; Sugiyama, H.; Tanaka, M.; Ohkubo, T.; Yumura, T.; Kobayashi, H.; Kuroda, Y. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 7213-7222
8. Kuroda, Y.; Yoshikawa, Y.; Emura, S.; Kumashiro, R.; Nagao, M. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 2155-2164
9. Kuroda, Y.; Kumashiro, R.; Itadani, A.; Nagao, M.; Kobayashi, H. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 1383-1390
10. Kuroda, Y.; Okamoto, T.; Kumashiro, R.; Yoshikawa, Y.; Nagao, M. Chem. Commun. 2002, 1758-1759
11. Itadani, A.; Tanaka, M.; Kuroda, Y.; Nagao, M. New J. Chem. 2007, 31, 1681-1690
12. Itadani, A.; Tanaka, M.; Mori, T.; Nagao, M.; Kobayashi, H.; Kuroda, Y. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12011-12023
13. Itadani, A.; Sugiyama, H.; Tanaka, M.; Mori, T.; Nagao, M.; Kuroda, Y. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 16701-16705
14. Itadani, A.; Tanaka, M.; Mori, T.; Torigoe, H.; Kobayashi, H.; Kuroda, Y. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2385-2390
15. Spoto, G.; Bordiga, S.; Ricchiardi, G.; Scarano, D.; Zecchina, A.; Geobaldo, F. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1995, 91, 3285-3290
16. Recchia, S.; Dossi, C.; Psaro, R.; Fusi, A.; Ugo, R.; Moretti, G. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 13326-13332
17. Yumura, T.; Yamashita, H.; Torigoe, H.; Kobayashi, H.; Kuroda, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 2392-2400
18. Torigoe, H.; Mori, T.; Fujie, K.; Ohkubo, T.; Itadani, A.; Gotoh, K.; Ishida, H.; Yamashita, H.; Yumura, T.; Kobayashi, H.; Kuroda, Y. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2642-2650
19. Kuroda, Y.; Okamoto, T.; Mori, T.; Yoshikawa, Y. Chem. Lett. 2004, 33, 1580-1581
20. Serykh, A. I.; Kazansky, V. B. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 5250-5255
21. Solans-Monfort, X.; Branchadell, V.; Sodupe, M.; Zicovich-Wilson, C. M.; Gribov, E.; Spoto, G.; Busco, C.; Ugliengo, P. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 8278-8286
22. Spoto, G.; Gribov, E.; Bordiga, S.; Lamberti, C.; Ricchiardi, G.; Scarano, D.; Zecchina, A. Chem. Commun. 2004, 2768-2769
23. Georgiev, P. A.; Albinati, A.; Mojet, B.; Ollivier, M. J.; Eckert, J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8086-8087
24. Iwamoto, M.; Furukawa, H.; Mine, Y.; Uemura, F.; Mikuriya, S.; Kagawa, S. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1986, 1272-1273
25. Iwamoto, M.; Yahiro, H. Catal. Today 1994, 22, 5-18
26. Shelef, M. Chem. Rev. 1995, 95, 209-225
27. Giamello, E.; Murphy, D.; Magnacca, G.; Morterra, C.; Shioya, Y.; Nomura, T.; Anpo, M. J. Catal. 1992, 136, 510-520
28. Modén, B.; Costa, P. D.; Lee, D. K.; Iglesia, E. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 9633-9641
29. Itadani, A.; Yumura, T.; Ohkubo, T.; Kobayashi, H.; Kuroda, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 6455-6465
30. Yumura, T.; Hasegawa, S.; Itadani, A.; Kobayashi, H.; Kuroda, Y. Materials 2010, 3, 2516-2535
31. Iwamoto, M.; Yahiro, H.; Mizuno, N.; Zhang, W.-X.; Mine, Y.; Furukawa, H.; Kagawa, S. J. Phys. Chem. 1992, 96, 9360-9366
32. Groothaert, M. H.; Lievens, K.; Leeman, H.; Weckhuysen, B. M.; Schoonheydt, R. A. J. Catal. 2003, 220, 500-512
33. Kuroda, Y.; Yagi, K.; Horiguchi, N.; Yoshikawa, Y.; Kumashiro, R.; Nagao, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 3318-3327
34. Kuroda, Y.; Iwamoto, M. Top. Catal. 2004, 28, 111-118
35. Itadani, A.; Kuroda, Y.; Tanaka, M.; Nagao, M. Microporous Mesoporous Mater. 2005, 86, 159-165
36. Garrone, E.; Bulánek, R.; Frolich, K.; Areán, C. O.; Delgado, M. R.; Palomino, G. T.; Nachtigallová, D.; Nachtigall, P. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 22542-22550
37. Nachtigallová, D.; Bludský, O.; Areán, C. O.; Bulánek, R.; Nachtigall, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 4849-4852
38. Areán, C. O.; Delgado, M. R.; Baucà, C. L.; Vrbka, L.; Nachtigall, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 4657-4661
39. Areán, C. O.; Delgado, M. R.; Frolich, K.; Bulánek, R.; Pulido, A.; Bibiloni, G. F.; Nachtigall, P. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4658-4666
40. Pulido, A.; Nachtigall, P.; Zukal, A.; Domínguez, I.; Čejka, J. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 2928-2935
41. Bulánek, R.; Frolich, K.; Čičmanec, P.; Nachtigallová, D.; Pulido, A.; Nachtigall, P. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 13312-13321
42. Hübner, G.; Rauhut, G.; Stoll, H.; Roduner, E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 3112-3121
43. Hübner, G.; Rauhut, G.; Stoll, H.; Roduner, E. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 8568-8573
44. Pidko, E.; Kazansky, V. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 1939-1944
45. Rejmak, P.; Mitoraj, M.; Broclawik, E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 2321-2330
46. Broclawik, E.; Zalucka, J.; Kozyra, P.; Mitoraj, M.; Datka, J. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 9808-9816
47. Kuroda, Y.; Maeda, H.; Morimoto, T. Rev. Sci. Instrum. 1989, 60, 3083-3085
48. Maeda, H. J. Phys. Soc. Jpn. 1987, 56, 2777-2787
49. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100
50. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652
51. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623-11627
52. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789
53. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, Jr., J. A.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J. J.; Brothers, E.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, J. M.; Klene, M.; Knox, J. E.; 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.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Farkas, O.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, revision A.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
54. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200-1211
55. Krishnan, R.; Binkley, J. S.; Seeger, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650-654
56. Wachters, A. J. H. J. Chem. Phys. 1970, 52, 1033-1036
57. Hay, R. J. J. Chem. Phys. 1977, 66, 4377-4384
58. Hehre, W. J.; Ditchfield, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1972, 56, 2257-2261
59. Francl, M. M.; Pietro, W. J.; Hehre, W. J.; Binkley, J. S.; Gordon, M. S.; DeFrees, D. J.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1982, 77, 3654-3665
60. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chem. Acc. 1973, 28, 213-222
61. Binkley, J. S.; Pople, J. A.; Hehre, W. J. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 939-947
62. Gordon, M. S.; Binkley, J. S.; Pople, J. A.; Pietro, W. J.; Hehre, W. J. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 2797-2803
63. Pietro, W. J.; Francl, M. M.; Hehre, W. J.; Defrees, D. J.; Pople, J. A.; Binkley, J. S. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 5039-5048
64. Dobbs, K. D.; Hehre, W. J. J. Comput. Chem. 1986, 7, 359-378
65. Dobbs, K. D.; Hehre, W. J. J. Comput. Chem. 1987, 8, 861-879
66. Dobbs, K. D.; Hehre, W. J. J. Comput. Chem. 1987, 8, 880-893
67. Andersson, M. P.; Uvdal, P. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 2937-2941
68. Boys, S. F.; Bernardi, F. Mol. Phys. 1970, 19, 553-566
69. Fukui, K.; Koga, N.; Fujimoto, H. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 196-197
70. Herzberg, G. Infrared and Raman Spectra of Polyatomic Molecules; Molecular Spectra and Molecular Structure II; Van Nostrand: New York, 1945.
71. Kau, L.-S.; Spira-Solomon, D. J.; Penner-Hahn, J. E.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 6433-6442
72. Kau, L.-S.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 7103-7109
73. Moen, A.; Nicholson, D. G.; Rønning, M. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1995, 91, 3189-3194
74. Kuroda, Y.; Itadani, A.; Kumashiro, R.; Fujimoto, T.; Nagao, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 2534-2541
75. Nachtigallová, D.; Nachtigall, P.; Sierka, M.; Sauer, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 1999, 1, 2019-2026
76. Nachtigall, P.; Nachtigallová, D.; Sauer, J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1738-1745
77. Nachtigallová, D.; Nachtigall, P.; Sauer, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 1552-1559
78. Davidová, M.; Nachtigallová, D.; Bulánek, R.; Nachtigall, P. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 2327-2332
79. Bludský, O.; Šilhan, M.; Nachtigallová, D.; Nachtigall, P. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 10381-10388
80. Bulánek, R.; Čičmanec, P.; Knotek, P.; Nachtigallová, D.; Nachtigall, P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 2003-2007
81. Bludský, O.; Nachtigall, P.; Čičmanec, P.; Knotek, P.; Bulánek, R. Catal. Today 2005, 100, 385-389
82. Bulánek, R.; Drobná, H.; Nachtigall, P.; Rubeš, M.; Bludský, O. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 5535-5542
83. Hamada, H.; Matsubayashi, N.; Shimada, H.; Kintaichi, Y.; Ito, T.; Nishijima, A. Catal. Lett. 1990, 5, 189-196
84. Grünert, W.; Hayes, N. W.; Joyner, R. W.; Shpiro, E. S.; Siddiqui, M. R. H.; Baeva, G. N. J. Phys. Chem. 1994, 98, 10832-10846
85. Palomino, G. T.; Fisicaro, P.; Bordiga, S.; Zecchina, A.; Giamello, E.; Lamberti, C. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 4064-4073
86. Kumashiro, R.; Kuroda, Y.; Nagao, M. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 89-96
87. Yumura, T.; Takeuchi, M.; Kobayashi, H.; Kuroda, Y. Inorg. Chem. 2009, 48, 508
88. Zheng, X.; Zhang, Y.; Bell, A. T. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 13442-13451
89. Mentzen, B. F.; Bergeret, G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12512-12516
90. Nakata, K.; Miyata, T.; Taniguchi, Y.; Takaki, K.; Fujiwara, Y. J. Organomet. Chem. 1995, 489, 71-75
91. Fujiwara, Y.; Takaki, K.; Taniguchi, Y. Synlett 1996, 7, 591-599
92. Groothaert, M. H.; van Bokhoven, J. A.; Battiston, A. A.; Weckhuysen, B. M.; Schoonheydt, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7629-7640
93. Smeets, P. J.; Groothaert, M. H.; van Teeffelen, R. M.; Leeman, H.; Hensen, E. J. M.; Schoonheydt, R. A. J. Catal. 2007, 245, 358-368
94. Beznis, N. V.; Weckhuysen, B. M.; Bitter, J. H. Catal. Lett. 2010, 138, 14-22