Nucleation, growth, and adsorbate-induced changes in composition for Co-Au bimetallic clusters on TiO2

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 116, Issue 46, 2012, Pages 24616-24629

  Galhenage, Randima P ^a   Ammal, Salai C ^b   Yan, Hui ^a   Duke, Audrey S ^a   Tenney, Samuel A ^a   Heyden, Andreas ^b   Chen, Donna A ^a  

^a UNIVERSITY OF SOUTH CAROLINA   (United States)

^b University of South Carolina   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ATOMS; BINARY ALLOYS; COBALT; COBALT METALLOGRAPHY; CRYSTALLIZATION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DEPOSITION; DIFFUSION; GOLD; GOLD DEPOSITS; NICKEL METALLOGRAPHY; NUCLEATION; OXIDE MINERALS; PLATINUM ALLOYS; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY; SINTERING; TEMPERATURE PROGRAMMED DESORPTION; TITANIUM ALLOYS; TITANIUM DIOXIDE; TITANIUM METALLOGRAPHY; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

AVERAGE HEIGHT; BIMETALLIC CLUSTERS; BIMETALLIC STRUCTURES; CLUSTER DENSITIES; CLUSTER SURFACES; IN COMPOSITIONS; LOW ENERGY ION SCATTERING; NUMBER OF CLUSTERS;

GOLD METALLOGRAPHY;

EID: 84870272274     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp307888p     Document Type: Article

References (137)

1. Khan, N. A.; Chen, J. G. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 4334-4341
2. Kitchin, J. R.; Norskov, J. K.; Barteau, M. A.; Chen, J. G. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 156801
3. Mavrikakis, M.; Hammer, B.; Norskov, J. K. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 2819-2822
4. Schlapka, A.; Lischka, M.; Gross, A.; Kasberger, U.; Jakob, P. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 4
5. Rodriguez, J. A.; Goodman, D. W. Science 1992, 257, 897-903
6. Kolodziej, J. J.; Pelhos, K.; Abdelrehim, I. M.; Keister, J. W.; Rowe, J. E.; Madey, T. E. Prog. Surf. Sci. 1998, 59, 117-134
7. Rodriguez, J. A.; Goodman, D. W. J. Phys. Chem. 1991, 95, 4196-4206
8. Campbell, R. A.; Rodriguez, J. A.; Goodman, D. W.; Ponec, V.; King, D. A.; Niemantsverdriet, H.; Vansanten, R.; Grunert, W.; Chadwick, D.; Bertolini, J. C. Stud. Surf. Sci. Catal. 1993, 75, 333-344
9. Rodriguez, J. A.; Campbell, C. T.; Goodman, D. W. Surf. Sci. 1994, 309, 377-383
10. Watwe, R. M.; Cortright, R. D.; Mavrikakis, M.; Norskov, J. K.; Dumesic, J. A. J. Chem. Phys. 2001, 114, 4663-4668
11. Zhou, W.-P.; Yang, X.; Vukmirovic, M. B.; Koel, B. E.; Jiao, J.; Peng, G.; Mavrikakis, M.; Adzic, R. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12755-12762
12. Kitchin, J. R.; Norskov, J. K.; Barteau, M. A.; Chen, J. G. J. Chem. Phys. 2004, 120, 10240-10246
13. Tsai, Y. L.; Koel, B. E. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2895-2906
14. Tsai, Y. L.; Xu, C.; Koel, B. E. Surf. Sci. 1997, 385, 37-59
15. Panja, C.; Saliba, N. A.; Koel, B. E. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 3786-3796
16. Besenbacher, F.; Chorkendorff, I.; Clausen, B. S.; Hammer, B.; Molenbroek, A. M.; Norskov, J. K.; Stensgaard, I. Science 1998, 279, 1913-1915
17. Sinfelt, J. H. Bimetallic Catalysts. Discoveries, Concepts, and Applications; John Wiley and Sons: New York, 1983.
18. Rodriguez, J. A. Surf. Sci. Rep. 1996, 24, 223-287
19. Campbell, C. Annu. Rev. Phys. Chem. 1990, 41, 775-837
20. Liu, P.; Norskov, J. K. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 3814-3818
21. Sinfelt, J. H. Acc. Chem. Res. 1977, 10, 15
22. Khan, N. A.; Zellner, M. B.; Chen, J. G. G. Surf. Sci. 2004, 556, 87-100
23. Lu, S. L.; Lonergan, W. W.; Bosco, J. P.; Wang, S. R.; Zhu, Y. X.; Xie, Y. C.; Chen, J. G. J. Catal. 2008, 259, 260-268
24. Hwu, H. H.; Eng, J.; Chen, J. G. G. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 702-709
25. Murillo, L. E.; Goda, A. M.; Chen, J. G. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7101-7105
26. Stottlemyer, A. L.; Ren, H.; Chen, J. G. Surf. Sci. 2009, 603, 2630-2638
27. Do, P. T. M.; Foster, A. J.; Chen, J.; Lobo, R. F. Green Chem. 2012, 14, 1388-1397
28. Khan, N. A.; Hwu, H. H.; Chen, J. G. J. Catal. 2002, 205, 259-265
29. Greeley, J.; Mavrikakis, M. Nat. Mater. 2004, 3, 810-815
30. Xu, Y.; Ruban, A. V.; Mavrikakis, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 4717-4725
31. Nilekar, A. U.; Xu, Y.; Zhang, J.; Vukmirovic, M. B.; Sasaki, K.; Adzic, R. R.; Mavrikakis, M. Top. Catal. 2007, 46, 276-284
32. Friebel, D.; Viswanathan, V.; Miller, D. J.; Anniyev, T.; Ogasawara, H.; Larsen, A. H.; O'Grady, C. P.; Norskov, J. K.; Nilsson, A. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9664-9671
33. Rodriguez, J. A.; Ma, S.; Liu, P.; Hrbek, J.; Evans, J.; Perez, M. Science 2007, 318, 1757-1760
34. Tang, L. G.; Yamaguchi, D.; Burke, N.; Trimm, D.; Chiang, K. Catal. Commun. 2010, 11, 1215-1219
35. Chen, D. A.; Ratliff, J. S.; Hu, X.; Gordon, W. O.; Senanayake, S. D.; Mullins, D. R. Surf. Sci. 2010, 604, 574-587
36. Mullins, D. R.; Robbins, M. D.; Zhou, J. Surf. Sci. 2006, 600, 1547-1558
37. Senanayake, S. D.; Mullins, D. R. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 9744-9752
38. Senanayake, S. D.; Gordon, W. O.; Overbury, S. H.; Mullins, D. R. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 6208-6214
39. Zhou, J.; Mullins, D. R. Surf. Sci. 2006, 600, 1540-1546
40. Di Monte, R.; Kaspar, J. Top. Catal. 2004, 28, 47-57
41. Kaspar, J.; Fornasiero, P.; Graziani, M. Catal. Today 1999, 50, 285-298
42. Trovarelli, A. Catal. Rev. Sci. Eng. 1996, 38, 439-520
43. Park, J. B.; Conner, S. F.; Chen, D. A. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 5490-5500
44. Tenney, S. A.; Ratliff, J. S.; He, W.; Roberts, C. C.; Ammal, S. C.; Heyden, A.; Chen, D. A. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 21652-21663
45. Tenney, S. A.; He, W.; Ratliff, J. S.; Mullins, D. R.; Chen, D. A. Top. Catal. 2011, 54, 42-45
46. Ratliff, J. S.; Tenney, S. A.; Hu, X.; Conner, S. F.; Ma, S.; Chen, D. A. Langmuir 2009, 25, 216-225
47. Tenney, S. A.; He, W.; Roberts, C. C.; Ratliff, J. S.; Shah, S. I.; Shafai, G. S.; Turkowski, V.; Rahman, T. S.; Chen, D. A. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 11112-11123
48. Haryanto, A.; Fernando, S.; Murali, N.; Adhikari, S. Energy Fuels 2005, 19, 2098-2106
49. Shabaker, J. W.; Davda, R. R.; Huber, G. W.; Cortright, R. D.; Dumesic, J. A. J. Catal. 2003, 215, 344-352
50. Haruta, M.; Date, M. Appl. Catal., A 2001, 222, 427-437
51. Valden, M.; Lai, X.; Goodman, D. W. Science 1998, 281, 1647-1650
52. Haruta, M. Catal. Today 1997, 36, 153-166
53. Haruta, M. Cattech 2002, 6, 102-115
54. Haruta, M.; Tsubota, S.; Kobayashi, T.; Kageyama, H.; Genet, M. J.; Delmon, B. J. Catal. 1993, 144, 175-192
55. Green, I. X.; Tang, W.; Neurock, M.; Yates, J. R. Science 2011, 333, 736-739
56. Molina, L. M.; Hammer, B. Appl. Catal., A 2005, 291, 21-31
57. Batista, M. S.; Santos, R. K. S.; Assaf, E. M.; Assaf, J. M.; Ticianelli, E. A. J. Power Sources 2003, 124, 99-103
58. Haga, F.; Nakajima, T.; Yamashita, K.; Mishima, S.; Suzuki, S. Nippon Kagaku Kaishi 1997, 33-36
59. Llorca, J.; Homs, N.; Sales, J.; de la Piscina, P. R. J. Catal. 2002, 209, 306-317
60. Haga, F.; Nakajima, T.; Miya, H.; Mishima, S. Catal. Lett. 1997, 48, 223-227
61. Haga, F.; Nakajima, T.; Yamashita, K.; Mishima, S. React. Kinet. Catal. Lett. 1998, 63, 253-259
62. Jalama, K.; Coville, N. J.; Hildebrandt, D.; Glasser, D.; Jewell, L. L.; Anderson, J. A.; Taylor, S.; Enache, D.; Hutchings, G. J. Top. Catal. 2007, 44, 129-136
63. Jalama, K.; Coville, N. J.; Xiong, H. F.; Hildebrandt, D.; Glasser, D.; Taylor, S.; Carley, A.; Anderson, J. A.; Hutchings, G. J. Appl. Catal., A 2011, 395, 1-9
64. Leite, L.; Stonkus, V.; Ilieva, L.; Plyasova, L.; Tabakova, T.; Andreeva, D.; Lukevics, E. Catal. Commun. 2002, 3, 341-347
65. Li, J. L.; Jacobs, G.; Zhang, Y. Q.; Das, T.; Davis, B. H. Appl. Catal., A 2002, 223, 195-203
66. Jacobs, G.; Das, T. K.; Zhang, Y. Q.; Li, J. L.; Racoillet, G.; Davis, B. H. Appl. Catal., A 2002, 233, 263-281
67. Yeo, B. S.; Bell, A. T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5587-5593
68. Mennemann, C.; Claus, P. Catal. Lett. 2010, 134, 31-36
69. Park, J. B.; Ratliff, J. S.; Ma, S.; Chen, D. A. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 2165-2176
70. Zhou, J.; Ma, S.; Kang, Y. C.; Chen, D. A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 11633-11644
71. Tenney, S. A.; Cagg, B. A.; Levine, M. S.; He, W.; Manandhar, K.; Chen, D. A. Surf. Sci. 2012, 606, 1233-1243
72. Ozturk, O.; Park, J. B.; Black, T. J.; Rodriguez, J. A.; Hrbek, J.; Chen, D. A. Surf. Sci. 2008, 602, 3077-3088
73. Varazo, K.; Parsons, F. W.; Ma, S.; Chen, D. A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 18274-18283
74. Illingworth, A.; Zhou, J.; Ozturk, O.; Chen, D. A. J. Vac. Sci. Technol., B 2004, 22, 2552
75. 2(110). Ph.D. Dissertation, University of South Carolina, Columbia, SC, 2009.
76. Jak, M. J. J.; Konstapel, C.; van Kreuningen, A.; Verhoeven, J.; van Gastel, R.; Frenken, J. W. M. Surf. Sci. 2001, 494, 43-52
77. Kresse, G.; Furthmuller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169-11186
78. Kresse, G.; Furthmuller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15-50
79. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 47, 558-561
80. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
81. Hammer, B.; Hansen, L. B.; Norskov, J. K. Phys. Rev. B 1999, 59, 7413-7421
82. Methfessel, M.; Paxton, A. T. Phys. Rev. B 1989, 40, 3616-3621
83. Makov, G.; Payne, M. C. Phys. Rev. B 1995, 51, 4014-4022
84. Ozturk, O.; Ma, S.; Park, J. B.; Ratliff, J. S.; Zhou, J.; Mullins, D. R.; Chen, D. A. Surf. Sci. 2007, 601, 3099-3113
85. Park, J. B.; Ratliff, J. S.; Ma, S.; Chen, D. A. Surf. Sci. 2006, 600, 2913-2923
86. Zhou, J.; Kang, Y. C.; Chen, D. A. Surf. Sci. 2003, 537, L429-L434
87. Chatain, D.; Rivollet, I.; Eustathopoulos, N. J. Chim. Phys. Phys.-Chim. Biol. 1986, 83, 561
88. Sangiorgi, R.; Muolo, M. L.; Chatain, D.; Eustathopoulos, N. J. Am. Ceram. Soc. 1988, 71, 742
89. Chatain, D.; Rivollet, I.; Eustathopoulos, N. J. Chim. Phys. Phys.-Chim. Biol. 1987, 84, 201-203
90. Campbell, C. T. Surf. Sci. Rep 1997, 27, 1-111
91. Binary Alloy Phase Diagrams, 2 nd ed.; Massalski, T. B.; International, A.; Okamoto, H., Eds.; ASM International: Materials Park, OH, 1990.
92. Pesty, F.; Steinrück, H.-P.; Madey, T. E. Surf. Sci. 1995, 339, 83-95
93. Bowker, M.; Fourre, E. Appl. Surf. Sci. 2008, 254, 4225-4229
94. Bennett, R. A.; Stone, P.; Bowker, M. Catal. Lett. 1999, 59, 99-105
95. Bowker, M.; Stone, P.; Morrall, P.; Smith, R.; Bennett, R.; Perkins, N.; Kvon, R.; Pang, C.; Fourre, E.; Hall, M. J. Catal. 2005, 234, 172-181
96. Tauster, S. J.; Fung, S. C.; Garten, R. L. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 170-175
97. Tauster, S. J. Acc. Chem. Res. 1987, 20, 389-394
98. Tauster, S. J.; Fung, S. C.; Baker, R. T. K.; Horsley, J. A. Science 1981, 211, 1121-1125
99. Diebold, U.; Pan, J. M.; Madey, T. E. Surf. Sci. 1995, 333, 845-854
100. Pan, J. M.; Madey, T. E. J. Vac. Sci. Technol., A 1993, 11, 1667-1674
101. Feldman, L. C.; Meyer, J. W. Fundamentals of Surface and Thin Film Analysis; P T R Prentice-Hall, Inc.: Englewood Cliffs, NJ, 1986.
102. Surface Analysis: The Principal Techniques; Vickerman, J. C., Ed.; John Wiley and Sons: New York, 1997.
103. Bridge, M. E.; Comrie, C. M.; Lambert, R. M. Surf. Sci. 1977, 67, 393-404
104. Galhenage, R. P.; Yan, H.; Park, N.; Henkelman, G.; Albrecht, P.; Mullins, D. R.; Chen, D. A., in preparation.
105. NIST-JANAF Thermochemical Tables, J. Phys. Chem. Ref. Data, 4th ed.; Chase, M. W., Ed.; American Institute of Physics: Melville, NY, 1998; Vol. Monograph 9, pp 1-1951.
106. Dean, J. A. Lange's Handbook of Chemistry, 15 th ed.; McGraw-Hill: New York, 1998.
107. Hildenbrand, D. L.; Hall, W. F. J. Phys. Chem. 1962, 66, 754-755
108. Baker, T. A.; Kaxiras, E.; Friend, C. M. Top. Catal. 2010, 53, 365-377
109. Diebold, U.; Pan, J. M.; Madey, T. E. Phys. Rev. B 1993, 47, 3868-3876
110. Zhang, L.; Persaud, R.; Madey, T. E. Phys. Rev. B 1997, 56, 10549-10557
111. Jacobsen, C. J. H.; Dahl, S.; Clausen, B. S.; Bahn, S.; Logadottir, A.; Norskov, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 8404-8405
112. Peden, C. H. F.; Kidd, K. B.; Shinn, N. D. J. Vac. Sci. Technol., A 1991, 9, 1518
113. Jiang, Q.; Lu, H. M.; Zhao, M. J. Phys.: Condens. Matter 2004, 16, 521-530
114. Nilekar, A. U.; Sasaki, K.; Farberow, C. A.; Adzic, R. R.; Mavrikakis, M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18574-18576
115. Gauthier, Y.; Baudoing-Savois, R.; Bugnard, J. M.; Hebenstreit, W.; Schmid, M.; Varga, P. Surf. Sci. 2000, 466, 155-166
116. Menning, C. A.; Chen, J. G. G. J. Chem. Phys. 2009, 130, 174709
117. Menning, C. A.; Hwu, H. H.; Chen, J. G. G. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 15471-15477
118. Weigand, P.; Novacek, P.; van Husen, G.; Neidhart, T.; Varga, P. Surf. Sci. 1992, 269-270, 1129-1134
119. An, K. S.; Kimura, A.; Ono, K.; Kamakura, N.; Kakizaki, A.; Park, C. Y.; Tanaka, K. Surf. Sci. 1998, 401, 336-343
120. Shen, Y. G.; O'Connor, D. J.; Wandelt, K. Surf. Sci. 1998, 410, 1-14
121. Tanaka, K. I.; Sasahara, A. J. Mol. Catal. A: Chem. 2000, 155, 13-22
122. Hirano, H.; Yamada, T.; Tanaka, K.; Siera, J.; Nieuwenhuys, B. E. Surf. Sci. 1989, 222, L804-L808
123. Tamura, H.; Tanaka, K. Langmuir 1994, 10, 4530-4533
124. Matsumoto, Y.; Okawa, Y.; Fujita, T.; Tanaka, K. Surf. Sci. 1996, 355, 109-114
125. Bouwman, R.; Sachtler, W. M. H. J. Catal. 1970, 19, 127-139
126. Gao, F.; Wang, Y. L.; Goodman, D. W. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 14993-15000
127. Tao, F.; Grass, M. E.; Zhang, Y. W.; Butcher, D. R.; Aksoy, F.; Aloni, S.; Altoe, V.; Alayoglu, S.; Renzas, J. R.; Tsung, C. K. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 8697-8703
128. Tao, F.; Grass, M. E.; Zhang, Y. W.; Butcher, D. R.; Renzas, J. R.; Liu, Z.; Chung, J. Y.; Mun, B. S.; Salmeron, M.; Somorjai, G. A. Science 2008, 322, 932-934
129. Soto-Verdugo, V.; Metiu, H. Surf. Sci. 2007, 601, 5332-5339
130. Dianat, A.; Zimmermann, J.; Seriani, N.; Bobeth, M.; Pompe, W.; Ciacchi, L. C. Surf. Sci. 2008, 602, 876-884
131. Ma, Y. G.; Balbuena, P. B. Surf. Sci. 2009, 603, 349-353
132. Kitchin, J. R.; Reuter, K.; Scheffler, M. Phys. Rev. B 2008, 77, 075437
133. Lovvik, O. M.; Opalka, S. M. Surf. Sci. 2008, 602, 2840-2844
134. Gritsch, T.; Coulman, D.; Behm, R. J.; Ertl, G. Phys. Rev. Lett. 1989, 63, 1086-1089
135. Thiel, P. A.; Behm, R. J.; Norton, P. R.; Ertl, G. J. Chem. Phys. 1983, 78, 7448-7458
136. Tao, F.; Dag, S.; Wang, L. W.; Liu, Z.; Butcher, D. R.; Salmeron, M.; Somorjai, G. A. Nano Lett. 2009, 9, 2167-2171
137. Tao, F.; Dag, S.; Wang, L. W.; Liu, Z.; Butcher, D. R.; Bluhm, H.; Salmeron, M.; Somorjai, G. A. Science 2010, 327, 850-853