Ring-opening reactions of methylcyclopentane over metal catalysts, M = Pt, Rh, Ir, and Pd: A mechanistic study from first-principles calculations

ACS Catalysis

Volumn 3, Issue 2, 2013, Pages 196-205

  Zhao, Zhi Jian ^a   Moskaleva, Lyudmila V ^b   Rösch, Notker ^a,c  

^a TECHNICAL UNIVERSITY OF MUNICH   (Germany)

^b UNIVERSITY OF BREMEN   (Germany)

^c INSTITUTE OF HIGH PERFORMANCE COMPUTING   (Singapore)

Author keywords

DFT calculations; methylcyclopentane; noble metals; reaction mechanism; ring opening; selectivity

Indexed keywords

2-METHYLPENTANE; C-C BONDS; CH-BOND ACTIVATION; DFT CALCULATION; FIRST-PRINCIPLES CALCULATION; MECHANISTIC STUDIES; METAL CATALYST; METAL SURFACES; METHYLCYCLOPENTANE; N-HEXANE; PARTICLE STRUCTURE; REACTION MECHANISM; RING OPENING; RING OPENING REACTION; RING-OPENING PRODUCTS; SLAB MODEL; STRUCTURE-SENSITIVE;

ACTIVATION ENERGY; CATALYST SELECTIVITY; CATALYSTS; COVALENT BONDS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; HEXANE; IRIDIUM; PALLADIUM; PLATINUM; PRECIOUS METALS; RHODIUM;

CALCULATIONS;

EID: 84873359137     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cs3005924     Document Type: Article

References (63)

1. Jacobson, M. Z. J. Geophys. Res. 2002, 107, 4410
2. Gaffney, J. S.; Marley, N. A. Atmos. Environ. 2009, 43, 23
3. Santana, R. C.; Do, P. T.; Santikunaporn, M.; Alvarez, W. E.; Taylor, J. D.; Sughrue, E. L.; Resasco, D. E. Fuel 2006, 85, 643
4. Stanislaus, A.; Cooper, B. H. Catal. Rev.-Sci. Eng. 1994, 36, 75
5. Scherzer, J.; Gruia, A. J. Hydrocracking Science and Technology; Marcel Dekker: New York, 1996.
6. Du, H.; Fairbridge, C.; Yang, H.; Ring, Z. Appl. Catal., A 2005, 294, 1
7. Gault, F. G. Adv. Catal. 1981, 30, 1
8. Hagedorn, C. J.; Weiss, M. J.; Kim, T. W.; Weinberg, W. H. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 929
9. Do, P. T.; Alvarez, E.; Resasco, D. E. J. Catal. 2006, 238, 477
10. Kalakkad, D.; Anderson, S. L.; Logan, A. D.; Pena, J.; Braunschweig, E. J.; Peden, C. H. F.; Datye, A. K. J. Phys. Chem. 1993, 97, 1437
11. Gyorffy, N.; Bakos, I.; Szabó, S.; Tóth, L.; Wild, U.; Schlögl, R.; Paál, Z. J. Catal. 2009, 263, 372
12. Samoila, P.; Boutzeloit, M.; Especel, C.; Epron, F.; Marécot, P. Appl. Catal., A 2009, 369, 104
13. Wang, Z.; Nelson, A. E. Catal. Lett. 2008, 123, 226
14. Chimentão, R. J.; Valença, G. P.; Medina, F.; Pérez-Ramírez, J. Appl. Surf. Sci. 2007, 253, 5888
15. Rao, R. N.; You, N.; Yoon, S.; Upare, D. P.; Park, Y.-K.; Lee, C. W. Catal. Lett. 2011, 141, 1047
16. Poupin, C.; Pirault-Roy, L.; La Fontaine, C.; Tóth, L.; Chamam, M.; Wootsch, A.; Paál, Z. J. Catal. 2010, 272, 315
17. Gyorffy, N.; Wootsch, A.; Szabó, S.; Bakos, I.; Tóth, L.; Paál, Z. Top. Catal. 2007, 46, 57
18. Maire, G.; Plouidy, G.; Prudhomme, J. C.; Gault, F. G. J. Catal. 1965, 4, 556
19. McVicker, G. B.; Daage, M.; Touvelle, M. S.; Hudson, C. W.; Klein, D. P.; Baird, W. C., Jr.; Cook, B. R.; Chen, J. G.; Hantzer, S.; Vaughan, D. E. W.; Ellis, E. S.; Feeley, O. C. J. Catal. 2002, 210, 137
20. Sárkány, A. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 1989, 85, 1523
21. Del Angel, G.; Coq, B.; Dutartre, R.; Figueras, F. J. Catal. 1984, 87, 27
22. Le Normand, F.; Kili, K.; Schmitt, J. L. J. Catal. 1993, 139, 234
23. Espinosa, G.; Del Angel, G.; Barbier, J.; Bosch, P.; Lara, V.; Acosta, D. J. Mol. Catal. A 2000, 164, 253
24. Samoila, P.; Boutzeloit, M.; Especel, C.; Epron, F.; Marécot, P. J. Catal. 2010, 276, 237
25. Teschner, D.; Pirault-Roy, L.; Naud, D.; Guérin, M.; Paál, Z. Appl. Catal., A 2003, 252, 421
26. Hayek, K.; Kramer, R.; Paál, Z. Appl. Catal., A 1997, 162, 1
27. Teschner, D.; Matusek, K.; Paál, Z. J. Catal. 2000, 192, 335
28. Van Senden, J. C.; Broekhoven, E. H.; Wreesman, C. T. J.; Ponec, V. J. Catal. 1984, 87, 468
29. Teschner, D.; Paál, Z.; Duprez, D. Catal. Today 2001, 65, 185
30. Bai, X.; Sachtler, W. M. H. J. Catal. 1991, 129, 121
31. Pallassana, V.; Neurock, M. J. Catal. 2000, 191, 301
32. Neurock, M.; van Santen, R. A. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11127
33. Jones, G.; Jakobsen, J. G.; Shim, S. S.; Kleis, J.; Andersson, M. P.; Rossmeisl, J.; Abild-Pedersen, F.; Bligaard, T.; Helveg, S.; Hinnemann, B.; Rostrup-Nielsen, J. R.; Chorkendorff, I.; Sehested, J.; Nørskov, J. K. J. Catal. 2008, 259, 147
34. Joubert, J.; Delbecq, F.; Sautet, P.; Le Roux, E.; Taoufik, M.; Thieuleux, C.; Blanc, F.; Coperet, C.; Thivolle-Cazat, J.; Basset, J.-M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9157
35. Greeley, J.; Mavrikakis, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3910
36. Zhao, Z.-J.; Moskaleva, L. V.; Rösch, N. J. Catal. 2012, 285, 124
37. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251
38. Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15
39. Perdew, J. P.; Wang, Y. Phys. Rev. B 1992, 45, 13244
40. Blöchl, P. E. Phys. Rev. B 1994, 50, 17953
41. Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B 1999, 59, 1758
42. Monkhorst, H. J.; Pack, J. D. Phys. Rev. B 1976, 13, 5188
43. Moskaleva, L. V.; Chen, Z.-X.; Aleksandrov, H. A.; Mohammed, A. B.; Sun, Q.; Rösch, N. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 2512
44. Moskaleva, L. V.; Aleksandrov, H. A.; Basaran, D.; Zhao, Z.-J.; Rösch, N. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 15373
45. Zhao, Z.-J.; Moskaleva, L. V.; Aleksandrov, H. A.; Basaran, D.; Rösch, N. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 12190
46. Methfessel, M.; Paxton, A. T. Phys. Rev. B 1989, 40, 3616
47. Henkelman, G.; Jónsson, H. J. Chem. Phys. 1999, 111, 7010
48. Mills, G.; Jónsson, H.; Schenter, G. K. Surf. Sci. 1995, 324, 305
49. Jónsson, H.; Mills, G.; Jacobsen, K. W. In Classical and Quantum Dynamics in Condensed Phase Simulations; Berne, B. J.; Ciccotti, G.; Coker, D. F., Eds.; World Scientific: Singapore, 1998; p 385.
50. van Grootel, P. W.; van Santen, R. A.; Hensen, E. J. M. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 13027
51. Yang, M.-L.; Zhu, Y.-A.; Fan, C.; Sui, Z.-J.; Chen, D.; Zhou, X.-G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 3257
52. Anghel, A. T.; Wales, D. J.; Jenkins, S. J.; King, D. A. J. Chem. Phys. 2007, 126, 044710
53. Chen, Z.-X.; Aleksandrov, H. A.; Basaran, D.; Rösch, N. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 17683
54. Basaran, D.; Aleksandrov, H. A.; Chen, Z.-X.; Zhao, Z.-J.; Rösch, N. J. Mol. Catal. A.: Chem. 2011, 344, 37
55. Kesmodel, L. L.; Dubois, L. H.; Somorjai, G. A. J. Chem. Phys. 1979, 70, 2180
56. Kesmodel, L. L.; Gates, J. A. Surf. Sci. 1981, 111, L747
57. Xing, B.; Pang, X.-Y.; Wang, G.-C. J. Catal. 2011, 282, 74
58. Marinova, Ts.; Kostov, K. L. Surf. Sci. 1987, 181, 573
59. Borg, H. J.; van Hardeveld, R. M.; Niemantsverdriet, J. W. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1995, 91, 3679
60. Chen, Y.; Vlachos, D. G. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 4973
61. Medlin, J. W.; Allendorf, M. D. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 217
62. Cheng, J.; Hu, P.; Ellis, P.; French, S.; Kelly, G.; Lok, C. M. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 6082
63. Łomot, D.; Juszczyk, W.; Karpiński, Z. Appl. Catal., A 1997, 155, 99