CO oxidation mechanism on CeO 2-supported Au nanoparticles

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 3, 2012, Pages 1560-1570

  Kim, Hyun You ^a   Lee, Hyuck Mo ^b   Henkelman, Graeme ^a  

^a UNIVERSITY OF TEXAS AT AUSTIN   (United States)

^b Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AU CATALYSTS; AU NANOPARTICLE; CO OXIDATION; DESIGN STRATEGIES; EXPERIMENTAL OBSERVATION; LATTICE OXYGEN; REDUCIBLE OXIDES; STRUCTURAL REARRANGEMENT; VACANCY FORMATION ENERGIES;

CATALYST ACTIVITY; CATALYTIC OXIDATION; CERIUM; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; GOLD; METAL IONS; NANOPARTICLES; OXIDATION; OXYGEN;

OXYGEN VACANCIES;

CARBON DIOXIDE; CERIUM OXIDE; GOLD NANOPARTICLE; OXYGEN;

ARTICLE; BIOMECHANICS; CATALYSIS; CATALYST; CHEMICAL BINDING; CHEMICAL REACTION; CHEMICAL STRUCTURE; CONCENTRATION (PARAMETERS); CRYSTAL STRUCTURE; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; OXIDATION; STOICHIOMETRY;

EID: 84863011072     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja207510v     Document Type: Article

References (80)

1. Haruta, M.; Kobayashi, T.; Sano, H.; Yamada, N. Chem. Lett. 1987, 16, 405
2. Falsig, H.; Hvolbaek, B.; Kristensen, I. S.; Jiang, T.; Bligaard, T.; Christensen, C. H.; Norskov, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 4835
3. Hakkinen, H.; Abbet, W.; Sanchez, A.; Heiz, U.; Landman, U. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 1297
4. Roldan, A.; Gonzalez, S.; Ricart, J. M.; Illas, F. ChemPhysChem 2009, 10, 348
5. Yoon, B.; Koskinen, P.; Huber, B.; Kostko, O.; von Issendorff, B.; Hakkinen, H.; Moseler, M.; Landman, U. ChemPhysChem 2007, 8, 157
6. Lopez, N.; Norskov, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11262
7. Remediakis, I. N.; Lopez, N.; Norskov, J. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 1824
8. Yoon, B.; Hakkinen, H.; Landman, U.; Worz, A. S.; Antonietti, J. M.; Abbet, S.; Judai, K.; Heiz, U. Science 2005, 307, 403
9. Liu, Z. P.; Gong, X. Q.; Kohanoff, J.; Sanchez, C.; Hu, P. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 266102
10. Molina, L. M.; Hammer, B. J. Chem. Phys. 2005, 123, 161104
11. Molina, L. M.; Rasmussen, M. D.; Hammer, B. J. Chem. Phys. 2004, 120, 7673
12. Rodriguez, J. A.; Evans, J.; Graciani, J.; Park, J. B.; Liu, P.; Hrbek, J.; Sanz, J. F. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 7364
13. Camellone, M. F.; Fabris, S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10473
14. Liu, Z. P.; Jenkins, S. J.; King, D. A. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 196102
15. Zhang, C. J.; Michaelides, A.; Jenkins, S. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 13, 22
16. Esch, F.; Fabris, S.; Zhou, L.; Montini, T.; Africh, C.; Fornasiero, P.; Comelli, G.; Rosei, R. Science 2005, 309, 752
17. Lawrence, N. J.; Brewer, J. R.; Wang, L.; Wu, T. S.; Wells-Kingsbury, J.; Ihrig, M. M.; Wang, G. H.; Soo, Y. L.; Mei, W. N.; Cheung, C. L. Nano Lett. 2011, 11, 2666
18. Baron, M.; Bondarchuk, O.; Stacchiola, D.; Shaikhutdinov, S.; Freund, H. J. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 6042
19. Zhang, C. J.; Michaelides, A.; King, D. A.; Jenkins, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2175
20. Shapovalov, V.; Metiu, H. J. Catal. 2007, 245, 205
21. Roldan, A.; Ricart, J. M.; Illas, F.; Pacchioni, G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 10723
22. Wang, H. F.; Gong, X. Q.; Guo, Y. L.; Guo, Y.; Lu, G. Z.; Hu, P. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 6124
23. Park, J.; An, K. J.; Hwang, Y. S.; Park, J. G.; Noh, H. J.; Kim, J. Y.; Park, J. H.; Hwang, N. M.; Hyeon, T. Nat. Mater. 2004, 3, 891
24. Xu, H.; Menard, L.; Frenkel, A.; Nuzzo, R.; Johnson, D.; Yang, J. The Effect of Substrates/Ligands on Metal Nanocatalysts Investigated By Quantitative Z Contrast Imaging and High Resolution Electron Microscopy; Materials Research Society Symposium Proceedings, 2005; Materials Research Society: San Francisco, 2005; p R9.4/P6.4.
25. Guliamov, O.; Frenkel, A. I.; Menard, L. D.; Nuzzo, R. G.; Kronik, L. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 10978
26. Lopez-Acevedo, O.; Kacprzak, K. A.; Akola, J.; Hakkinen, H. Nat. Chem. 2010, 2, 329
27. Cagin, T.; Che, J. W.; Gardos, M. N.; Fijany, A.; Goddard, W. A. Nanotechnology 1999, 10, 278
28. Shafai, G.; Hong, S. Y.; Bertino, M.; Rahman, T. S. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 12072
29. Koelling, D. D.; Harmon, B. N. J. Phys. C: Solid State Phys. 1977, 10, 3107
30. Delley, B. J. Chem. Phys. 2000, 113, 7756
31. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865
32. Torbrugge, S.; Reichling, M.; Ishiyama, A.; Morita, S.; Custance, O. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 056101
33. Li, H. Y.; Wang, H. F.; Gong, X. Q.; Guo, Y. L.; Guo, Y.; Lu, G. Z.; Hu, P. Phys. Rev. B 2009, 79, 193401
34. Ganduglia-Pirovano, M. V.; Da Silva, J. L. F.; Sauer, J. Phys. Rev. Lett. 2009, 102, 026101
35. Kresse, G.; Furthmuller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169
36. Dudarev, S. L.; Botton, G. A.; Savrasov, S. Y.; Humphreys, C. J.; Sutton, A. P. Phys. Rev. B 1998, 57, 1505
37. Blochl, P. E. Phys. Rev. B 1994, 50, 17953
38. Henkelman, G.; Uberuaga, B. P.; Jonsson, H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9901
39. Hakkinen, H.; Moseler, M.; Landman, U. Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 033401
40. Pyykko, P. Chem. Rev. 1988, 88, 563
41. Pyykko, P. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 4412
42. Huang, W.; Ji, M.; Dong, C. D.; Gu, X.; Wang, L. M.; Gong, X. G.; Wang, L. S. ACS Nano 2008, 2, 897
43. Shao, N.; Huang, W.; Gao, Y.; Wang, L. M.; Li, X.; Wang, L. S.; Zeng, X. C. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6596
44. Hakkinen, H.; Moseler, M.; Kostko, O.; Morgner, N.; Hoffmann, M. A.; von Issendorff, B. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 093401
45. Ganduglia-Pirovano, M. V.; Hofmann, A.; Sauer, J. Surf. Sci. Rep. 2007, 62, 219
46. Henkelman, G.; Arnaldsson, A.; Jonsson, H. Comput. Mater. Sci. 2006, 36, 354
47. Tang, W.; Sanville, E.; Henkelman, G. J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 084204
48. Lin, X.; Yang, B.; Benia, H. M.; Myrach, P.; Yulikov, M.; Aumer, A.; Brown, M. A.; Sterrer, M.; Bondarchuk, O.; Kieseritzky, E.; Rocker, J.; Risse, T.; Gao, H. J.; Nilius, N.; Freund, H. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7745
49. Kim, H. Y.; Han, S. S.; Ryu, J. H.; Lee, H. M. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 3156
50. Roldan, A.; Ricart, J. M.; Illas, F.; Pacchioni, G. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 16973
51. Aguilar-Guerrero, V.; Gates, B. C. J. Catal. 2008, 260, 351
52. Bondzie, V. A.; Parker, S. C.; Campbell, C. T. Catal. Lett. 1999, 63, 143
53. Zhou, Z.; Flytzani-Stephanopoulos, M.; Saltsburg, H. J. Catal. 2011, 280, 255
54. Huang, X. S.; Sun, H.; Wang, L. C.; Liu, Y. M.; Fan, K. N.; Cao, Y. Appl. Catal., B 2009, 90, 224
55. Sanchez, A.; Abbet, S.; Heiz, U.; Schneider, W. D.; Hakkinen, H.; Barnett, R. N.; Landman, U. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 9573
56. Remediakis, I. N.; Lopez, N.; Norskov, J. K. Appl. Catal., A 2005, 291, 13
57. Nilekar, A. U.; Alayoglu, S.; Eichhorn, B.; Mavrikakis, M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7418
58. Fu, Q.; Saltsburg, H.; Flytzani-Stephanopoulos, M. Science 2003, 301, 935
59. Hagen, J.; Socaciu, L. D.; Elijazyfer, M.; Heiz, U.; Bernhardt, T. M.; Woste, L. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 1707
60. Hakkinen, H.; Landman, U. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9704
61. Wang, X.; Rodriguez, J. A.; Hanson, J. C.; Perez, M.; Evans, J. J. Chem. Phys. 2005, 123, 221101
62. Rodriguez, J. A.; Perez, M.; Evans, J.; Liu, G.; Hrbek, J. J. Chem. Phys. 2005, 122, 241101
63. Park, J. B.; Graciani, J.; Evans, J.; Stacchiola, D.; Ma, S. G.; Liu, P.; Nambu, A.; Sanz, J. F.; Hrbek, J.; Rodriguez, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 4975
64. Park, J. B.; Graciani, J.; Evans, J.; Stacchiola, D.; Senanayake, S. D.; Barrio, L.; Liu, P.; Sanz, J. F.; Hrbek, J.; Rodriguez, J. A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 356
65. Williams, W. D.; Shekhar, M.; Lee, W. S.; Kispersky, V.; Delgass, W. N.; Ribeiro, F. H.; Kim, S. M.; Stach, E. A.; Miller, J. T.; Allard, L. F. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14018
66. Shang, C.; Liu, Z.-P. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9938
67. Kim, H. Y.; Lee, H. M.; Pala, R. G. S.; Shapovalov, V.; Metiu, H. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 12398
68. Atkins, P.; Paula, J. D. Physical Chemistry, 8 th ed.; Oxford: New York, 2006.
69. Nolan, M.; Verdugo, V. S.; Metiu, H. Surf. Sci. 2008, 602, 2734
70. Chretien, S.; Metiu, H. Catal. Lett. 2006, 107, 143
71. Rodriguez, J. A.; Ma, S.; Liu, P.; Hrbek, J.; Evans, J.; Perez, M. Science 2007, 318, 1757
72. Rodriguez, J. A.; Graciani, J.; Evans, J.; Park, J. B.; Yang, F.; Stacchiola, D.; Senanayake, S. D.; Ma, S. G.; Perez, M.; Liu, P.; Sanz, J. F.; Hrbek, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 8047
73. Green, I. X.; Tang, W.; Neurock, M.; J., T. Y., Jr. Science 2011, 333, 736
74. Wu, L. J.; Wiesmann, H. J.; Moodenbaugh, A. R.; Klie, R. F.; Zhu, Y. M.; Welch, D. O.; Suenaga, M. Phys. Rev. B 2004, 69, 125415
75. Tsunekawa, S.; Fukuda, T.; Kasuya, A. Surf. Sci. 2000, 457, L437
76. Neyman, K. M.; Loschen, C.; Bromley, S. T.; Illas, F. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 10142
77. Illas, F.; Branda, M. M.; Loschen, C.; Neyman, K. M. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 17643
78. Neyman, K. M.; Vayssilov, G. N.; Lykhach, Y.; Migani, A.; Staudt, T.; Petrova, G. P.; Tsud, N.; Skala, T.; Bruix, A.; Illas, F.; Prince, K. C.; Matolin, V.; Libuda, J. Nat. Mater. 2011, 10, 310
79. Carrettin, S.; Concepcion, P.; Corma, A.; Nieto, J. M. L.; Puntes, V. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 2538
80. Vayssilov, G. N.; Migani, A.; Neyman, K. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 16081