Application of operando XAS, XRD, and Raman spectroscopy for phase speciation in water gas shift reaction catalysts

ACS Catalysis

Volumn 2, Issue 11, 2012, Pages 2216-2223

  Patlolla, A ^a   Carino, E V ^b   Ehrlich, S N ^c   Stavitski, E ^c   Frenkel, A I ^a  

^a YESHIVA UNIVERSITY   (United States)

^b University of Delaware   (United States)

^c BROOKHAVEN NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVE STATE; COMPOSITIONAL CHANGES; COMPOSITIONAL HETEROGENEITY; DEACTIVATION MECHANISM; DISORDERED PHASE; LOW TEMPERATURES; MASS SPECTROMETRY DATA; OPERANDO; REDUCED IRON OXIDE; STRUCTURAL DISORDERS; WATER GAS SHIFT (WGS) REACTION; X RAY ABSORPTION FINE STRUCTURES; XRD;

CHEMICAL SHIFT; CHROMIUM; IRON OXIDES; MASS SPECTROMETRY; RAMAN SPECTROSCOPY; WATER GAS SHIFT; X RAY DIFFRACTION;

CATALYST DEACTIVATION;

EID: 84868349957     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cs300414c     Document Type: Article

References (69)

1. Thomas, J. M.; Sankar, G. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 571-581
2. Bare, S. R.; Ressler, T. Adv. Catal. 2009; 52, 339-465.
3. Grunwaldt, J.-D.; Kimmerle, B.; Baiker, A.; Boye, P.; Schroer, C. G.; Glatzel, P.; Borca, C. N.; Beckmann, F. Catal. Today 2009, 145, 267-278
4. Beale, A. M.; van der Eerden, A. M. J.; Jacques, S. D. M.; Leynaud, O.; OBrien, M. G.; Meneau, F.; Nikitenko, S.; Bras, W.; Weckhuysen, B. M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 12386-12387
5. Tinnemans, S. J.; Mesu, J. G.; Kervinen, K.; Visser, T.; Nijhuis, T. A.; Beale, A. M.; Keller, D. E.; van der Eerden, A. M. J.; Weckhuysen, B. M. Cat. Today 2006, 113, 3-15
6. OBrien, M. G.; Beale, A. M.; Jacques, S. D. M.; Weckhuysen, B. M. Top. Catal. 2009, 52, 1400-1409
7. Bentrup, U. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 4718-4730
8. Newton, M. A.; van Beek, W. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 4845-4863
9. Espinosa-Alonso, L.; OBrien, M. G.; Jacques, S. B. M.; Beale, A. M.; de Jong, K. P.; Barnes, P.; Weckhuysen, B. M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16932-16938
10. Grunwaldt, J.-D.; Hannemann, S.; Schroer, C. G.; Baiker, A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 8674-8680
11. Urakawa, A.; Baiker, A. Top. Catal. 2009, 52, 1312-1322
12. Frenkel, A. I.; Yang, J. C.; Johnson, D. D.; Nuzzo, R. G., Complexity of Nanoscale Atomic Clusters. In Encyclopedia of Complexity and Systems Science; Meyers, R. A., Ed.; Springer: New York: 2009; pp 5889-5912.
13. Small, M. W.; Sanchez, S. I.; Marinkovic, N. S.; Frenkel, A. I.; Nuzzo, R. G. ACS Nano 2012, 6, 5583-5595
14. Tonkovich, A. Y.; Zilka, J. L.; LaMont, M. J.; Wang, Y.; Wegeng, R. S. Chem. Eng. Sci. 1999, 54, 2947-2951
15. Reddy, G. K.; Gunasekara, K.; Boolchand, P.; Smirniotis, P. G. J. Phys. Chem. C 2010, 115, 920-930
16. Gonzalez, J. C.; Gonzalez, M. G.; Laborde, M. A.; Moreno, N. Appl. Catal. 1986, 20, 3-13
17. Rhodes, C.; Hutchings, G. J.; Ward, A. M. Catal. Today 1995, 23, 43-58
18. Doppler, G.; Trautwein, A. X.; Ziethen, H. M.; Ambach, E.; Lehnert, R.; Sprague, M. J.; Gonser, U. Appl. Catal. 1988, 40, 119-130
19. Domka, F.; Basinka, A.; Fieldcrow, R. Surf. Technol. 1983, 18, 275
20. Edwards, M. A.; Whittle, D. M.; Rhodes, C.; Ward, A. M.; Rohan, D.; Shannon, M. D.; Hutchings, G. J.; Kiely, C. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 3902-3908
21. Chinchen, G. C.; Logan, R. H.; Spencer, M. S. Appl. Catal. 1984, 12, 69-88
22. Rhodes, C.; Hutchings, G. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 2719-2723
23. Kappen, P.; Grunwaldt, J. D.; Hammershøi, B. S.; Tröger, L.; Clausen, B. S. J. Catal. 2001, 198, 56-65
24. Chen, L. S.; Lü, G. L. J. Mater. Sci. 1999, 34, 4193-4197
25. Keiski, R. L.; Salmi, T. Appl. Catal. A 1992, 87, 185-203
26. Topsøe, H.; Boudart, M. J. Catal. 1973, 31, 346-359
27. Newsome, D. S. Catal. Eng. Sci. Rev. 1980, 21, 275-318
28. Amstrong, E. F.; Hilditcth, T. P. Proc. R. Soc. London, Ser. A 1920, 97, 265-273
29. Tinkle, M.; Dumesic, J. A. J. Catal. 1987, 103, 65-78
30. Keiski, R. L.; Niemisto, P.; Ainassaari, J.; Pohjola, V. J.; Salmi, T. Appl. Catal. A 1996, 137, 349-370
31. Boreskov, G. K. Kinet. Katal. 1970, 11, 374-382
32. Liu, P.; Rodriguez, J. A. J. Chem. Phys. 2007, 126, 164705
33. Rodriguez, J. A.; Liu, P.; Hrbek, J.; Evans, J.; Pérez, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 1329-1332
34. Wang, G.; Jiang, L.; Cai, Z.; Pan, Y.; Zhao, X.; Huang, W.; Xie, K.; Li, Y.; Sun, Y.; Zhong, B. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 557-562
35. Grabow, L. C.; Gokhale, A. A.; Evans, S. T.; Dumesic, J. A.; Mavrikakis, M. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4608-4617
36. Schumacher, N.; Boisen, A.; Dahl, S.; Gokhale, A. A.; Kandoi, S.; Grabow, L. C.; Dumesic, J. A.; Mavrikakis, M.; Chorkendorff, I. J. Catal. 2005, 229, 265-275
37. Koryabkina, N. A.; Phatak, A. A.; Ruettinger, W. F.; Farrauto, R. J.; Ribeiro, F. H. J. Catal. 2003, 217, 233-239
38. Ovesen, C. V.; Stoltze, P.; Nørskov, J. K.; Campbell, C. T. J. Catal. 1992, 134, 445-468
39. Campbell, C. T.; Daube, K. A. J. Catal. 1987, 104, 109-119
40. Grenoble, D. C.; Estadt, M. M.; Ollis, D. F. J. Catal. 1981, 67, 90-102
41. Wang, X.; Rodriguez, J. A.; Hanson, J. C.; Perez, M.; Evans, J. J. Chem. Phys. 2005, 123, 221101
42. Wang, X.; Rodriguez, J. A.; Hanson, J. C.; Gamarra, D.; Martínez-Arias, A.; Fernández-García, M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 428-434
43. Estrella, M.; Barrio, L.; Zhou, G.; Wang, X.; Wang, Q.; Wen, W.; Hanson, J. C.; Frenkel, A. I.; Rodriguez, J. A. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14411-14417
44. Robbins, M.; Wertheim, G. K.; Sherwood, R. C.; Buchanan, D. N. E. J. Phys. Chem. Solids 1971, 32, 717-729
45. Bruckner, A. Chem. Commun. 2001, 2122-2123
46. Weckhuysen, B. M.; Baetens, D.; Schoonheydt, R. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 39, 3419-3422
47. Weckhuysen, B. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2003, 5, 4351-4360
48. Sankar, G.; Thomas, J.; Catlow, C. Top. Catal. 2000, 10, 255-264
49. Sankar, G.; Thomas, J. M. Top. Catal. 1999, 8, 1-21
50. Grunwaldt, J. D.; Clausen, B. S. Top. Catal. 2002, 18, 37-43
51. Banares, M. A.; Guerrero-Perez, M. O.; Fierro, J. L. G.; Cortez, G. G. J. Mater. Chem. 2002, 12, 3337-3342
52. Guerrero-Pérez, M. O.; Bañares, M. A. Catal. Today 2004, 96, 265-272
53. Tromp, M.; Russu, S.; Dent, A. J.; Mosselmans, J. F. W.; Harvey, I.; Hayama, S.; Russell, A. E.; Guerin, S.; Hayden, B. E.; Suchsland, J.-P.; Meacham, K.; Surridge, M.; Frey, J. G.; Tsapatsaris, N.; Beesley, A. M.; Schroeder, S. L. M.; Newton, M. A.; Fiddy, S.; Safonova, O. V.; Glatzel, P.; Binsted, N.; Evans, J. In AIP Conference Proceedings, Proceedings of X-Ray Absorption Fine Structure-XAFS 13; Stanford, California, July 9-14, 2006; Hedman, B.; Pianetta, P., Eds.; Melville, New York, 2007; Vol. 882, pp 858-860.
54. Lee, Y.; Lee, J.; Bae, C. J.; Park, J. G.; Noh, H. J.; Park, J. H.; Hyeon, T. Adv. Funct. Mater. 2005, 15, 503-509
55. Hyeon, T.; Lee, S. S.; Park, J.; Chung, Y.; Na, H. B. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12798-12801
56. de Faria, D. L. A.; Venâncio Silva, S.; de Oliveira, M. T. J. Raman Spectrosc. 1997, 28, 873-878
57. Frenkel, A. I.; Wang, Q.; Marinkovic, N.; Chen, J. G.; Barrio, L.; Si, R.; Cámara, A. L.; Estrella, A. M.; Rodriguez, J. A.; Hanson, J. C. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 17884-17890
58. Clausen, B. S.; Steffensen, G.; Fabius, B.; Villadsen, J.; Feidenhans, R.; Topsøe, H. J. Catal. 1991, 132, 524-535
59. Cornell, R. M.; Schwertmann, U., The Iron Oxides: Structure, Properties, Reactions, Occurrences and Uses; VCH: Weinheim, New York, 1996.
60. Stern, E. A.; Heald, S. M. Basic Principles and Applications of EXAFS. In Handbook of Synchrotron Radiation; Koch, E. E., Ed.; North-Holland: New York, 1983; pp 995-1014.
61. Crozier, E. D.; Rehr, J. J.; Ingalls, R. Amorphous and Liquid Systems. In X-ray absorption spectroscopy, Koningsberger, D. C.; Prins, R., Eds.; John Wiley and Sons: New York, 1988; pp 373-442.
62. Yevick, A.; Frenkel, A. I. Phys. Rev. B 2010, 81, 115451
63. Jiao, F.; Harrison, A.; Jumas, J.-C.; Chadwick, A. V.; Kockelmann, W.; Bruce, P. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 5468-5474
64. Liu, T.; Guo, L.; Tao, Y.; Hu, T. D.; Xie, Y. N.; Zhang, J. Nanostruct. Mater. 1999, 11, 1329-1334
65. Subías, G.; García, J.; Blasco, J. Phys. Rev. B 2005, 71, 155103
66. Wang, Q.; Hanson, J. C.; Frenkel, A. I. J. Chem. Phys. 2008, 129, 234502
67. Weckhuysen, B. M.; Wachs, I. E. Faraday Trans. 1996, 92, 1969-1973
68. Rangel, M. d. C.; Sassaki, R. M.; Galembeck, F. Catal. Lett. 1995, 33, 237-254
69. Natesakhawat, S.; Wang, X.; Zhang, L.; Ozkan, U. S. J. Mol. Catal. A: Chem. 2006, 260, 82-94