Nanoporous gold as a platform for a building block catalyst

ACS Catalysis

Volumn 2, Issue 10, 2012, Pages 2199-2215

  Wittstock, Arne ^a,b   Wichmann, Andre ^a   Bäumer, Marcus ^a,b  

^a UNIVERSITY OF BREMEN   (Germany)

^b LAWRENCE LIVERMORE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

Bimetallic catalyst; Electrocatalysis; Electrocatalytic sensors; Gas phase catalysis; Gold catalysis; Nanoporous gold

Indexed keywords

BIMETALLIC CATALYSTS; ELECTROCATALYTIC; GAS PHASE CATALYSIS; GOLD CATALYSIS; NANOPOROUS GOLD;

CATALYSTS; ELECTROCATALYSIS; GOLD;

CATALYSIS;

EID: 84868538432     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cs300231u     Document Type: Review

References (146)

1. Wittstock, A.; Biener, J.; Erlebacher, J.; Bäumer, M. Nanoporous Gold: from an Ancient Technology to a Novel Material; 1st ed.; Royal Society of Chemistry: London, 2012; Vol. 1; p 250.
2. Covert, L. W.; Adkins, H. J. Am. Chem. Soc. 1932, 54, 4116-4117.
3. Smith, A. J.; Trimm, D. L. In Annual Review of Materials Research, Annual Reviews: Palo Alto, 2005; Vol. 35, pp 127-142.
4. Ivanov, E.; Grigorieva, T.; Golubkova, G.; Boldyrev, V.; Fasman, A. B.; Mikhailenko, S. D.; Kalinina, O. T. Mater. Lett. 1988, 7, 51-54.
5. Wittstock, A.; Zielasek, V.; Biener, J.; Friend, C. M.; Bäumer, M. Science 2010, 327, 319-322.
6. Biener, J.; Wittstock, A.; Zepeda-Ruiz, L. A.; Biener, M. M.; Zielasek, V.; Kramer, D.; Viswanath, R. N.; Weissmuller, J.; Bäumer, M.; Hamza, A. V. Nat. Mater. 2009, 8, 47-51.
7. Ding, Y.; Chen, M. W. MRS Bull. 2009, 34, 569-576.
8. Erlebacher, J.; Seshadri, R. MRS Bull. 2009, 34, 561-568.
9. Seker, E.; Reed, M.; Begley, M. Materials 2009, 2, 2188-2215.
10. Qiu, H.-J.; Zhou, G.-P.; Ji, G.-L.; Zhang, Y.; Huang, X.-R.; Ding, Y. Colloids Surf., B 2009, 69, 105-108.
11. Qiu, H.; Xue, L.; Ji, G.; Zhou, G.; Huang, X.; Qu, Y.; Gao, P. Biosens. Bioelectron. 2009, 24, 3014-3018.
12. Zhu, A.; Tian, Y.; Liu, H.; Luo, Y. Biomaterials 2009, 30, 3183-3188.
13. Qiu, H. J.; Xue, L. Y.; Ji, G. L.; Zhou, G. P.; Huang, X. R.; Qu, Y. B.; Gao, P. J. Biosens. Bioelectron. 2009, 24, 3014-3018.
14. Yin, H. M.; Zhou, C. Q.; Xu, C. X.; Liu, P. P.; Xu, X. H.; Ding, Y. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 9673-9678.
15. Zeis, R.; Lei, T.; Sieradzki, K.; Snyder, J.; Erlebacher, J. J. Catal. 2008, 253, 132-138.
16. Qian, L. H.; Chen, M. W. Appl. Phys. Lett. 2007, 91, 083105-1-083105-3.
17. Cattarin, S.; Kramer, D.; Lui, A.; Musiani, M. M. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12643-12649.
18. Forty, A. J. Nature 1979, 282, 597-598.
19. Forty, A. J.; Durkin, P. Philos. Mag. A 1980, 42, 295-318.
20. Pickering, H. W.; Swann, P. R. Corrosion 1963, 19, 373t.
21. ISIWeb of Knowledge as of June/2011, Keyword "nanoporous gold".
22. Biener, J.; Nyce, G. W.; Hodge, A. M.; Biener, M. M.; Hamza, A. V.; Maier, S. A. Adv. Mater. 2008, 20, 1211-1217.
23. Hodge, A. M.; Biener, J.; Hayes, J. R.; Bythrow, P. M.; Volkert, C. A.; Hamza, A. V. Acta Mater. 2007, 55, 1343-1349.
24. Biener, J.; Hodge, A. M.; Hayes, J. R.; Volkert, C. A.; Zepeda-Ruiz, L. A.; Hamza, A. V.; Abraham, F. F. Nano Lett. 2006, 6, 2379-2382.
25. Nyce, G. W.; Hayes, J. R.; Hamza, A. V.; Satcher, J. H. Chem. Mater. 2007, 19, 344-346.
26. Zeis, R.; Mathur, A.; Fritz, G.; Lee, J.; Erlebacher, J. J. Power Sources 2007, 165, 65-72.
27. Biener, M. M.; Biener, J.; Wichmann, A.; Wittstock, A.; Baumann, T. F.; Bäumer, M.; Hamza, A. V. Nano Lett. 2011, 11, 3085-3090.
28. Wittstock, A.; Wichmann, A.; Biener, J.; Bäumer, M. Faraday Discuss. 2011, 152, 87-98.
29. Jia, C. C.; Yin, H. M.; Ma, H. Y.; Wang, R. Y.; Ge, X. B.; Zhou, A. Q.; Xu, X. H.; Ding, Y. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 16138-16143.
30. Liu, X. Y.; Madix, R. J.; Friend, C. M. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 2243-2261.
31. Meyer, R.; Lemire, C.; Shaikhutdinov, S. K.; Freund, H. Gold Bull. 2004, 37, 72-124.
32. Wittstock, A.; Biener, J.; Bäumer, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 12919-12930.
33. Renner, H.; Schlamp, G.; Hollmann, D.; Lüschow, H. M.; Tews, P.; Rothaut, J.; Dermann, K.; Knödler, A.; Hecht, C.; Schlott, M.; Drieselmann, R.; Peter, C.; Schiele, R. In Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry; Wiley-VCH: Weinheim, 2000.
34. Frimmel, H. E. Science 2002, 297, 1815-1817.
35. Willbold, M.; Elliott, T.; Moorbath, S. Nature 2011, 477, 195-198.
36. The World Council of Gold; About Gold; http://www.gold.org/about-gold/.
37. Moskaleva, L. V.; Rohe, S.; Wittstock, A.; Zielasek, V.; Kluner, T.; Neyman, K. M.; Bäumer, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 4529-4539.
38. Biener, J.; Biener, M. M.; Nowitzki, T.; Hamza, A. V.; Friend, C. M.; Zielasek, V.; Bäumer, M. ChemPhysChem 2006, 7, 1906-1908.
39. Min, B. K.; Alemozafar, A. R.; Biener, M. M.; Biener, J.; Friend, C. M. Top. Catal. 2005, 36, 77-90.
40. Haiss, W. Rep. Prog. Phys. 2001, 64, 591-648.
41. Weissmuller, J.; Viswanath, R. N.; Kramer, D.; Zimmer, P.; Wurschum, R.; Gleiter, H. Science 2003, 300, 312-315.
42. Kramer, D.; Viswanath, R. N.; Weissmuller, J. Nano Lett. 2004, 4, 793-796.
43. Jin, H. J.; Kurmanaeva, L.; Schmauch, J.; Rosner, H.; Ivanisenko, Y.; Weissmuller, J. Acta Mater. 2009, 57, 2665-2672.
44. Besenbacher,;, F.; Norskov, J. K. Prog. Surf. Sci. 1993, 44, 5-66.
45. Norskov, J. K.; Bligaard, T.; Logadottir, A.; Bahn, S.; Hansen, L. B.; Bollinger, M.; Bengaard, H.; Hammer, B.; Sljivancanin, Z.; Mavrikakis, M.; Xu, Y.; Dahl, S.; Jacobsen, C. J. H. J. Catal. 2002, 209, 275-278.
46. Hvolbaek, B.; Janssens, T. V. W.; Clausen, B. S.; Christensen, C. H.; Norskov, J. K. Nano Today 2007, 2, 14-18.
47. Janssens, T. V. W.; Clausen, B. S.; Hvolbaek, B.; Falsig, H; Christensen, C. H.; Bligaard, T.; Norskov, J. K. Top. Catal. 2007, 44, 15-26.
48. Norskov, J. K.; Bligaard, T.; Hvolbaek, B.; Abild-Pedersen, F.; Chorkendorff, I.; Christensen, C. H. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 2163-2171.
49. Christensen, C. H.; Norskov, J. K. J. Chem. Phys. 2008, 128, 8.
50. Norskov, J. K.; Bligaard, T.; Rossmeisl, J.; Christensen, C. H. Nat. Chem. 2009, 1, 37-46.
51. Hammer, B.; Norskov, J. K. Nature 1995, 376, 238-240.
52. Newman, R. C.; Corcoran, S. G.; Erlebacher, J.; Aziz, M. J.; Sieradzki, K. MRS Bull. 1999, 24, 24-28.
53. Kameoka, S.; Tsai, A. P. Catal. Lett. 2008, 121, 337-341.
54. Kameoka, S.; Tsai, A. P. Catal. Today 2008, 132, 88-92.
55. Rouya, E.; Reed, M. L.; Kelly, R. G.; Bart-Smith, H.; Begley, M.; Zangari, G. ECS Trans. 2007, 6, 41-50.
56. Wang, X. G.; Qi, Z.; Zhao, C. C.; Wang, W. M.; Zhang, Z. H. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 13139-13150.
57. Zhang, Z. H.; Wang, Y.; Qi, Z.; Zhang, W. H.; Qin, J. Y.; Frenzel, J. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 12629-12636.
58. Snyder, J.; Asanithi, P.; Dalton, A. B.; Erlebacher, J. Adv. Mater. 2008, 20, 4883-+.
59. Lang, X. Y.; Guo, H.; Chen, L. Y.; Kudo, A.; Yu, J. S.; Zhang, W.; Inoue, A.; Chen, M. W. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 2600-2603.
60. Xu, C. X.; Wang, R. Y.; Chen, M. W.; Zhang, Y.; Ding, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 239-246.
61. Tammann, G. Z. Anorg. Allg. Chem. 1919, 107, 1-239.
62. Masing, G. Naturwissenschaften 1923, 11, 413-422.
63. Dursun, A.; Pugh, D. B.; Corcoran, S. G. J. Electrochem. Soc. 2005, 152, B65-B72.
64. Dursun, A.; Pugh, D. V.; Corcoran, S. G. Electrochem. Solid State Lett. 2003, 6, B32-B34.
65. Dursun, A.; Pugh, D. V.; Corcoran, S. G. J. Electrochem. Soc. 2003, 150, B355-B360.
66. Artymowicz, D. M.; Erlebacher, J.; Newman, R. C. Philos. Mag. 2009, 89, 1663-1693.
67. Pickering, H. W. Corros. Sci. 1983, 23, 1107-1109, 1111-1120.
68. Erlebacher, J. J. Electrochem. Soc. 2004, 151, C614-C626.
69. Erlebacher, J.; Aziz, M. J.; Karma, A.; Dimitrov, N.; Sieradzki, K. Nature 2001, 410, 450-453.
70. Kolluri, K.; Demkowicz, M. J. Acta Mater. 2011, 59, 7645-7653.
71. Rosner, H.; Parida, S.; Kramer, D.; Volkert, C. A.; Weissmuller, J. Adv. Eng. Mater. 2007, 9, 535-541.
72. Sun, Y.; Balk, T. J. Scr. Mater. 2008, 58, 727-730.
73. Okman, O.; Lee, D.; Kysar, J. W. Scr. Mater. 2010, 63, 1005-1008.
74. Jin, H. J.; Parida, S.; Kramer, D.; Weissmuller, J. Surf. Sci. 2008, 602, 3588-3594.
75. Snyder, J.; Livi, K.; Erlebacher, J. J. Electrochem. Soc. 2008, 155, C464-C473.
76. Okman, O.; Kysar, J. W. J. Alloys Compd. 2011, 509, 6374-6381.
77. Bond, G. C.; Sermon, P. A.; Webb, G.; Buchanan, D. A.; Wells, P. B. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1973, 444-445.
78. Haruta, M.; Kobayashi, T.; Sano, H.; Yamada, N. Chem. Lett. 1987, 16, 405-408.
79. Hutchings, G. J. J. Catal. 1985, 96, 292-295.
80. Green, I. X.; Tang, W.; Neurock, M.; Yates, J. T. Science 2011, 333, 736-739.
81. Haruta, M. Catal. Today 1997, 36, 153-166.
82. Bond, G. C.; Thompson, D. T. Catal. Rev.: Sci. Eng. 1999, 41, 319-388.
83. Zielasek, V.; Jürgens, B.; Schulz, C.; Biener, J.; Biener, M. M.; Hamza, A. V.; Bäumer, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 8241-8244.
84. Xu, C. X.; Su, J. X.; Xu, X. H.; Liu, P. P.; Zhao, H. J.; Tian, F.; Ding, Y. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 42-43.
85. Xu, C.; Xu, X.; Su, J.; Ding, Y. J. Catal. 2007, 252, 243-248.
86. Wittstock, A.; Neumann, B.; Schaefer, A.; Dumbuya, K.; Kübel, C.; Biener, M. M.; Zielasek, V.; Steinrück, H.-P.; Gottfried, J. M.; Biener, J.; Hamza, A.; Bäumer, M. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 5593-5600.
87. Wittstock, A.; Wichmann, A.; Biener, J.; Bäumer, M. Faraday Discuss. 2011, 152, 87-98.
88. Schaefer, A.; Ragazzon, D.; Wittstock, A.; Walle, L. E.; Borg, A.; Bäumer, M.; Sandell, A. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 4564-4571.
89. Fajin, J. L. C.; Cordeiro, M.; Gomes, J. R. B. Chem. Commun. 2011, 47, 8403-8405.
90. Asao, N.; Ishikawa, Y.; Hatakeyama, N.; Menggenbateer; Yamamoto, Y.; Chen, M. W.; Zhang, W.; Inoue, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 10093-10095.
91. Haruta, M. Chem. Rec. 2003, 3, 75-87.
92. Kosuda, K. M.; Wittstock, A.; Friend, C. M.; Bäumer, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 1698-1701.
93. Xu, B.; Haubrich, J.; Freyschlag, C. G.; Madix, R. J.; Friend, C. M. Chem. Sci. 2010, 1, 310-314.
94. Xu, B.; Madix, R. J.; Friend, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 16571-16580.
95. Xu, B.; Liu, X.; Haubrich, J.; Madix, R. J.; Friend, C. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 4206-4209.
96. Liu, X.; Xu, B.; Haubrich, J.; Madix, R. J.; Friend, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 5757-5759.
97. Baker, T. A.; Liu, X.; Friend, C. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 34-46.
98. Han, D. Q.; Xu, T. T.; Su, J. X.; Xu, X. H.; Ding, Y. ChemCatChem 2010, 2, 383-386.
99. King, J. S.; Wittstock, A.; Biener, J.; Kucheyev, S. O.; Wang, Y. M.; Baumann, T. F.; Giri, S. K.; Hamza, A. V.; Bäumer, M.; Bent, S. F. Nano Lett. 2008, 8, 2405-2409.
100. Ding, Y.; Chen, M. W.; Erlebacher, J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6876-6877.
101. Mathur, A.; Erlebacher, J. Surf. Sci. 2008, 602, 2863-2875.
102. Herrero, E.; Buller, L. J.; Abruna, H. D. Chem. Rev. 2001, 101, 1897-1930.
103. Liu, Y. F.; Krug, K.; Lin, P. C.; Chiu, Y. D.; Dow, W. P.; Yau, S. L.; Lee, Y. L. J. Electrochem. Soc. 2012, 159, D84-D90.
104. Trasatti, S.; Petrii, O. A. Pure Appl. Chem. 1991, 63, 711-734.
105. Huang, J. F. Chem. Commun. 2009, 1270-1272.
106. Rettew, R. E.; Guthrie, J. W.; Alamgir, F. M. J. Electrochem. Soc. 2009, 156, D513-D516.
107. Wichmann, A.; Wittstock, A.; Bäumer, M. unpublished results; 2011.
108. Steele, B. C. H.; Heinzel, A. Nature 2001, 414, 345-352.
109. Rolison, D. R.; Long, R. W.; Lytle, J. C.; Fischer, A. E.; Rhodes, C. P.; McEvoy, T. M.; Bourga, M. E.; Lubers, A. M. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 226-252.
110. Fiedler, E.; Grossmann, G.; Kersebohm, D. B.; Weiss, G.; Witte, C. In Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, 2000.
111. Lang, X. Y.; Yuan, H. T.; Iwasa, Y.; Chen, M. W. Scr. Mater. 2011, 64, 923-926.
112. Zhang, J. T.; Ma, H. Y.; Zhang, D. J.; Liu, P. P.; Tian, F.; Ding, Y. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 3250-3255.
113. Lang, X. Y.; Qian, L. H.; Guan, P. F.; Zi, J. A.; Chen, M. W. Appl. Phys. Lett. 2011, 98.
114. Kudo, A.; Fujita, T.; Lang, X. Y.; Chen, L. Y.; Chen, M. W. Mater. Trans. 2010, 51, 1566-1569.
115. Reutemann, W.; Kieczka, H. In Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, 2000.
116. Chen, Y. X.; Heinen, M.; Jusys, Z.; Behm, R. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 981-985.
117. Wang, R. Y.; Wang, C.; Cai, W. B.; Ding, Y. Adv. Mater. 2010, 22, 1845.
118. Bai, Y.; Yang, W. W.; Sun, Y.; Sun, C. Q. Sens. Actuators, B 2008, 134, 471-476.
119. Qiu, H.; Huang, X. J. Electroanal. Chem. 2010, 643, 39-45.
120. Wilson, R.; Turner, A. P. F. Biosens. Bioelectron. 1992, 7, 165-185.
121. Tominaga, M.; Taema, Y.; Taniguchi, I. J. Electroanal. Chem. 2008, 624, 1-8.
122. Vassilyev, Y. B.; Khazova, O. A.; Nikolaeva, N. N. J. Electroanal. Chem. 1985, 196, 105-125.
123. Tominaga, M.; Shimazoe, T.; Nagashima, M.; Taniguchi, I. Electrochem. Commun. 2005, 7, 189-193.
124. Tominaga, M.; Nagashima, M.; Nishiyama, K.; Taniguchi, I. Electrochem. Commun. 2007, 9, 1892-1898.
125. Tominaga, M.; Shimazoe, T.; Nagashima, M.; Kusuda, H.; Kubo, A.; Kuwahara, Y.; Taniguchi, I. J. Electroanal. Chem. 2006, 590, 37-46.
126. Shulga, O. V.; Zhou, D.; Demchenko, A. V.; Stine, K. J. Analyst 2008, 133, 319-322.
127. Shulga, O. V.; Jefferson, K.; Khan, A. R.; D'Souza, V. T.; Liu, J. Y.; Demchenko, A. V.; Stine, K. J. Chem. Mater. 2007, 19, 3902-3911.
128. Qiu, H. J.; Xu, C. X.; Huang, X. R.; Ding, Y.; Qu, Y. B.; Gao, P. J. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 14781-14785.
129. Qiu, H. J.; Xu, C. X.; Ji, G. L.; Huang, X. R.; Han, S. H.; Ding, Y.; Qu, Y. B. Acta Chim. Sin. 2008, 66, 2075-2080.
130. Qiu, H. J.; Xu, C. X.; Huang, X. R.; Ding, Y.; Qu, Y. B.; Gao, P. J. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 2521-2525.
131. Wei, Q.; Zhao, Y. F.; Xu, C. X.; Wu, D.; Cai, Y. Y.; He, J.; Li, H.; Du, B.; Yang, M. H. Biosens. Bioelectron. 2011, 26, 3714-3718.
132. Freyschlag, C. G.; Madix, R. J. Mater. Today 2011, 14, 134-142.
133. Prime, K. L.; Whitesides, G. M. Science 1991, 252, 1164-1167.
134. Prime, K. L.; Whitesides, G. M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 10714-10721.
135. Rostovtsev, V. V.; Green, L. G.; Fokin, V. V.; Sharpless, K. B. Angew Chem., Int. Ed. 2002, 41, 2596.
136. Zhu, A. W.; Tian, Y.; Liu, H. Q.; Luo, Y. P. Biomaterials 2009, 30, 3183-3188.
137. Rodriguez, J. A.; Ma, S.; Liu, P.; Hrbek, J.; Evans, J.; Perez, M. Science 2007, 318, 1757-1760.
138. Biener, M. M.; Biener, J.; Wichmann, A.; Wittstock, A.; Baumann, T. F.; Bäumer, M.; Hamza, A. V. Nano Lett. 2011, 11, 3085-3090.
139. Kucheyev, S. O.; Biener, J.; Baumann, T. F.; Wang, Y. M.; Hamza, A. V.; Li, Z.; Lee, D. K.; Gordon, R. G. Langmuir 2008, 24, 943-948.
140. Quiller, R. G.; Baker, T. A.; Deng, X.; Colling, M. E.; Min, B. K.; Friend, C. M. J. Chem. Phys. 2008, 129, 9.
141. Feng, Q.; Wen, P. H.; Tao, Z. Q.; Ishikawa, Y.; Itoh, H. Appl. Phys. Lett. 2010, 97.
142. Diebold, U. Surf. Sci. Rep. 2003, 48, 53-229.
143. Wichmann, A.; Wittstock, A.; Frank, C.; Biener, M.; Neumann, B.; Mädler, L.; Biener, J.; Rosenauer, A.; Bäumer, M. ChemCatChem 2012, submitted.
144. Rodriguez, J. A.; Hrbek, J. Surf. Sci. 2010, 604, 241-244.
145. Rodriguez, J. A.; Liu, R.; Hrbek, J.; Perez, M.; Evans, J. J. Mol. Catal., A: Chem. 2008, 281, 59-65.
146. Deutschmann, O.; Knözinger, H.; Kochloefl, K.; Turek, T. Heterogeneous Catalysis and Solid Catalysts, 1. Fundamentals. In Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, Germany, 2000.