Atomistic theory of ostwald ripening and disintegration of supported metal particles under reaction conditions

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 5, 2013, Pages 1760-1771

  Ouyang, Runhai ^a   Liu, Jin Xun ^a   Li, Wei Xue ^a  

^a DALIAN INSTITUTE OF CHEMICAL PHYSICS   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ARBITRARY TEMPERATURE; FIRST-PRINCIPLES THEORY; GENERIC THEORY; HETEROGENEOUS CATALYST; INDUSTRIAL IMPLEMENTATION; METAL ADATOMS; METAL-SUPPORT INTERACTIONS; OPERATING CONDITION; PARTICLE SIZE AND MORPHOLOGIES; PARTICLE SIZE RANGES; PHASE SPACES; QUANTITATIVE DESCRIPTION; REACTION CONDITIONS; REDISPERSIONS; SINTERING KINETICS; SINTERING RATE; SUPPORTED METALS; SUPPORTED-METAL CATALYSTS; SURFACE AREA; TIO;

ACTIVATION ENERGY; CALCULATIONS; CARBON MONOXIDE; CATALYSTS; INDUSTRIAL APPLICATIONS; METALS; MONOMERS; OSTWALD RIPENING; PARTICLE SIZE; PHASE SPACE METHODS; RHODIUM; TITANIUM DIOXIDE;

SINTERING;

CARBON MONOXIDE; METAL NANOPARTICLE;

ARTICLE; ATOMISTIC THEORY OF OSTWALD RIPENING AND DISINTEGRATION; CALCULATION; CATALYST; CHEMICAL REACTION KINETICS; CHEMICAL STRUCTURE; PARTICLE SIZE; PRESSURE; TEMPERATURE; THEORY;

EID: 84873387347     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja3087054     Document Type: Article

References (80)

1. Bell, A. T. Science 2003, 299, 1688
2. Hammer, B. Phys. Rev. Lett. 1999, 83, 3681
3. Dahl, S.; Logadottir, A.; Egeberg, R. C.; Larsen, J. H.; Chorkendorff, I.; Tornqvist, E.; Norskov, J. K. Phys. Rev. Lett. 1999, 83, 1814
4. Roduner, E. Chem. Soc. Rev. 2006, 35, 583
5. Cuenya, B. R. Thin Solid Films 2010, 518, 3127
6. Fu, Q.; Li, W. X.; Yao, Y. X.; Liu, H. Y.; Su, H. Y.; Ma, D.; Gu, X. K.; Chen, L. M.; Wang, Z.; Zhang, H.; Wang, B.; Bao, X. H. Science 2010, 328, 1141
7. Wynblatt, P.; Gjostein, N. A. Acta Metall. 1976, 24, 1165
8. Wynblatt, P.; Gjostein, N. A. In Progress in Solid State Chemistry, McCaldin, J. O.; Somorjai, G. A., Eds.; Elsevier Science: Amsterdam, 1975; Vol. 9; p 21.
9. Kolmakov, A.; Goodman, D. W. Chem. Rec. 2002, 2, 446
10. Mitchell, C. E. J.; Howard, A.; Carney, M.; Egdell, R. G. Surf. Sci. 2001, 490, 196
11. Parker, S. C.; Campbell, C. T. Phys. Rev. B 2007, 75, 035430
12. Farmer, J. A.; Campbell, C. T. Science 2010, 329, 933
13. Shiju, N. R. ChemCatChem 2011, 3, 112
14. Li, Y.; Somorjai, G. A. Nano Lett. 2010, 10, 2289
15. Tao, F.; Salmeron, M. Science 2011, 331, 171
16. Freund, H.-J.; Kuhlenbeck, H.; Libuda, J.; Rupprechter, G.; Bäumer, M.; Hamann, H. Top. Catal. 2001, 15, 201
17. Newton, M. A. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 2644
18. Starr, D. E.; Shaikhutdinov, S. K.; Freund, H.-J. Top. Catal. 2005, 36, 33
19. Van't Blik, H. F. J.; Van Zon, J. B. A. D.; Huizinga, T.; Vis, J. C.; Koningsberger, D. C.; Prins, R. J. Phys. Chem. 1983, 87, 2264
20. Zaki, M. I.; Kunzmann, G.; Gates, B. C.; Knözinger, H. J. Phys. Chem. 1986, 91, 1486
21. Solymosi, F.; Bánsági, T. J. Phys. Chem. 1993, 97, 10133
22. Berkó, A.; Solymosi, F. Surf. Sci. Lett. 1998, 411, L900
23. Frank, M.; Kühnemuth, R.; Bäumer, M.; Freund, H.-J. Surf. Sci. 2000, 454-456, 968
24. Dent, A. J.; Evans, J.; Fiddy, S. G.; Jyoti, B.; Newton, M. A.; Tromp, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 5356
25. Yang, F.; Chen, M. S.; Goodman, D. W. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 254
26. Challa, S. R.; Delariva, A. R.; Hansen, T. W.; Helveg, S.; Sehested, J.; Hansen, P. L.; Garzon, F.; Datye, A. K. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20672
27. Sá, J.; Taylor, S. F. R.; Daly, H.; Goguet, A.; Tiruvalam, R.; He, Q.; Kiely, C. J.; Hutchings, G. J.; Hardacre, C. ACS Catalysis 2012, 2, 552
28. Li, W. X.; Stampfl, C.; Scheffler, M. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 256102
29. Li, W. X.; Osterlund, L.; Vestergaard, E. K.; Vang, R. T.; Matthiesen, J.; Pedersen, T. M.; Laegsgaard, E.; Hammer, B.; Besenbacher, F. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 146104
30. Feibelman, P. J. Phys. Rev. Lett. 2000, 85, 606
31. Thiel, P. A.; Shen, M.; Liu, D. J.; Evans, J. W. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 5047
32. Evans, J. W.; Thiel, P. A. Science 2010, 330, 599
33. Thiel, P. A.; Shen, M.; Liu, D. J.; Evans, J. W. J. Vac. Sci. Technol. A 2010, 28, 1285
34. Tao, F.; Dag, D.; Wang, L. W.; Liu, Z.; Butcher, D. R.; Bluhm, H.; Salmeron, M.; Somorjai, G. A. Science 2010, 327, 850
35. Evans, J.; Hayden, B.; Mosselmans, F.; Murray, A. Surf. Sci. 1994, 301, 61
36. Evans, J.; Hayden, B.; Mosselmans, F.; Murray, A. Surf. Sci. 1992, 279, L159
37. Berkó, A.; Solymosi, F. J. Catal. 1999, 183, 91
38. Frank, M.; Bäumer, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 3723
39. Suzuki, A.; Inada, Y.; Yamaguchi, A.; Chihara, T.; Yuasa, M.; Nomura, M.; Iwasawa, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 4795
40. McClure, S. M.; Lundwall, M. J.; Goodman, D. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 18, 931
41. Rickard, J. M.; Genovese, L.; Moata, A.; Nitsche, S. J. Catal. 1990, 121, 141
42. Lai, X.; Goodman, D. W. J. Mol. Catal. A: Chem. 2000, 162, 33
43. Zhou, J.; Kang, Y. C.; Chen, D. A. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6664
44. Zhou, J.; Kang, Y. C.; Ma, S.; Chen, D. A. Surf. Sci. 2004, 562, 113
45. Datye, A. K.; Xu, Q.; Kharas, K. C.; McCarty, J. M. Catal. Today 2006, 111, 59
46. Simonsen, S. B.; Chorkendorff, I.; Dahl, S.; Skoglundh, M.; Sehested, J.; Helveg, S. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7968
47. Simonsen, S. B.; Chorkendorff, I.; Dahl, S.; Skoglundh, M.; Sehested, J.; Helveg, S. J. Catal. 2011, 281, 147
48. Ernst, K. H.; Ludviksson, A.; Zhang, R.; Yoshihara, J.; Campbell, C. T. Phys. Rev. B 1993, 47, 13782
49. Campbell, C. T. Surf. Sci. Rep. 1997, 27, 1
50. Kolmakov, A.; Goodman, D. W. Catal. Lett. 2000, 70, 93
51. Birgersson, H.; Eriksson, L.; Boutonnet, M.; JäraÌŠs, S. G. Appl. Catal., B 2004, 54, 193
52. Galisteo, F. C.; Mariscal, R.; Granados, M. L.; Fierro, J. L. G.; Daley, R. A.; Anderson, J. A. Appl. Catal., B 2005, 59, 227
53. Romero-Sarria, F.; Martinez, T., L. M.; Centeno, M. A.; Odriozola, J. A. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 14469
54. Breen, J. P.; Burch, R.; Hardacre, C.; Hill, C. J.; Krutzsch, B.; Bandl-Konrad, B.; Jobson, E.; Cider, L.; Blakeman, P. G.; Peace, L. J.; Twigg, M. V.; Preis, M.; Gottschling, M. Appl. Catal., B 2007, 70, 36
55. Goguet, A.; Hardacre, C.; Harvey, I.; Narasimharao, K.; Saih, Y.; Sa, J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6973
56. Campbell, C. T.; Parker, S. C.; Starr, D. E. Science 2002, 298, 811
57. Harris, P. J. F. Nature 1986, 323, 792
58. Hansen, P. L.; Wagner, J. B.; Helveg, S.; Rostrup-Nielsen, J. R.; Clausen, B. S.; Topsøe, H. Science 2002, 295, 2053
59. Nolte, P.; Stierle, A.; Jin-Phillipp, N. Y.; Kasper, N.; Schulli, T. U.; Dosch, H. Science 2008, 321, 1654
60. Simonsen, S. B.; Chorkendorff, I.; Dahl, S.; Skoglundh, M.; Meinander, K.; Jensen, T. N.; Lauritsen, J. B.; Helveg, S. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 5646
61. Jak, M. J. J.; Konstapel, C.; van Kreuningen, A.; Verhoeven, J.; Frenken, J. W. M. Surf. Sci. 2000, 457, 295
62. Köhn, A.; Weigend, F.; Ahlrichs, R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 711
63. Roldán, A.; Viñes, F.; Illas, F.; Ricart, J. M.; Neyman, K. M. Theor. Chem. Acc. 2008, 120, 565
64. Chase, M. W.; Davies, C. A.; Downey, J. R.; Frurip, D. J.; McDonald, R. A.; Syverud, A. N. JANAF Thermochemical Tables, 3rd ed. J. Phys. Chem. Ref. Data 1985, 14, Suppl. 1.
65. Reuter, K.; Scheffler, M. Phys. Rev. B 2001, 65, 035406
66. Houk, L. R.; Challa, S. R.; Grayson, B.; Fanson, P.; Datye, A. K. Langmuir 2009, 25, 11225
67. Behafarid, F.; Cuenya, B. R. Surf. Sci. 2012, 60, 908
68. Dadyburjor, D. B.; Marsh, S. P.; Glicksman, M. E. J. Catal. 1986, 99, 358
69. Theis, W.; Bartelt, N. C.; Tromp, R. M. Phys. Rev. Lett. 1995, 75, 3328
70. Bartelt, N. C.; Theis, W.; Tromp, R. M. Phys. Rev. B 1996, 54, 11741
71. Morgenstern, K.; Rosenfeld, G.; Comsa, G. Surf. Sci. 1999, 441, 289
72. Morgenstern, K.; Rosenfeld, G.; Comsa, G.; Sorensen, M. R.; Hammer, B.; Laegsgaard, E.; Besenbacher, F. Phys. Rev. B 2001, 63, 045412
73. Datye, A. K.; Xu, Q.; Kharas, K. C.; McCarty, J. M. Catal. Today 2006, 111, 59
74. Larsson, E. M.; Millet, J.; Gustafsson, S.; Skoglundh, M.; Zhdanov, V. P.; Langhammer, C. ACS Catalysis 2012, 2, 238
75. Reuter, K.; Scheffler, M. Phys. Rev. B 2003, 68, 045407
76. Kresse, G.; Furthmuller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169
77. Overbury, S. H.; Bertrand, P. A.; Somorjai, G. A. Chem. Rev. 1975, 75, 547
78. Smedh, M.; Beutler, A.; Borg, M.; Nyholm, R.; Andersen, J. N. Surf. Sci. 2001, 491, 115
79. Zeng, Z. H.; Da Silva, J. L. F.; Li, W. X. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 2459
80. Chaaîbane, N.; Lazzari, R.; Jupille, J.; Renaud, G.; Soares, E. A. J. Phys. Chem. C. 2012, 116, 23362