One-step hydrothermal synthesis of manganese-containing MFI-type zeolite, Mn-ZSM-5, characterization, and catalytic oxidation of hydrocarbons

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 23, 2013, Pages 8594-8605

  Meng, Yongtao ^a   Genuino, Homer C ^a   Kuo, Chung Hao ^a   Huang, Hui ^a   Chen, Sheng Yu ^a   Zhang, Lichun ^a   Rossi, Angelo ^a   Suib, Steven L ^a  

^a UNIVERSITY OF CONNECTICUT   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALKALI METAL CATIONS; BENZYL ALCOHOL OXIDATION; CHARACTERIZATION TECHNIQUES; CONVERSION OF TOLUENE; DIFFUSE REFLECTANCE SPECTROSCOPY; PHOTOPHYSICAL PROPERTIES; TEMPERATURE-PROGRAMMED REDUCTION; TETRAPROPYLAMMONIUM HYDROXIDE;

CARBON DIOXIDE; CATALYTIC OXIDATION; HYDROTHERMAL SYNTHESIS; IONIC LIQUIDS; MANGANESE COMPOUNDS; OPTICAL PROPERTIES; OXIDATION; TOLUENE;

MANGANESE;

HYDROCARBON; MANGANESE; OXYGEN; ZEOLITE;

ADSORPTION; ARTICLE; COLOR; HYDROTHERMAL SYNTHESIS; OXIDATION; OXYGEN EVOLUTION; PH; REDUCTION; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; SYNTHESIS; TEMPERATURE; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; ULTRAVIOLET SPECTROSCOPY;

CATALYSIS; HYDROCARBONS; MANGANESE; MOLECULAR STRUCTURE; OXIDATION-REDUCTION; PARTICLE SIZE; SURFACE PROPERTIES; TEMPERATURE; ZEOLITES;

EID: 84878921033     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja4013936     Document Type: Article

References (68)

1. Smeets, P. J.; Woertink, J. S.; Sels, B. F.; Solomon, E. I.; Schoonheydt, R. A. Inorg. Chem. 2010, 49, 3573-3583
2. Hammond, C.; Forde, M. M.; Ab Rahim, M. H.; Thetford, A.; He, Q.; Jenkins, R. L.; Dimitratos, N.; Lopez-Sanchez, J. A.; Dummer, N. F.; Murphy, D. M.; Carley, A. F.; Taylor, S. H.; Willock, D. J.; Stangland, E. E.; Kang, J.; Hagen, H.; Kiely, C. J.; Hutchings, G. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 5129-5133
3. Corma, A.; García, H. Chem. Rev. 2002, 102, 3837-3892
4. Chen, L.-H.; Li, X.-Y.; Tian, G.; Li, Y.; Rooke, J. C.; Zhu, G.-S.; Qiu, S.-L.; Yang, X.-Y.; Su, B.-L. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 11156-11161
5. Li, C.; Xiong, G.; Liu, J.; Ying, P.; Xin, Q.; Feng, Z. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 2993-2997
6. Ko, Y.; Kim, S. J.; Kim, M. H.; Park, J.-H.; Parise, J. B.; Uh, Y. S. Microporous Mesoporous Mater. 1999, 30, 213-218
7. Maschmeyer, T.; Rey, F.; Sankar, G.; Thomas, J. M. Nature 1995, 378, 159-162
8. Guo, B.; Zhu, L.; Hu, X.; Zhang, Q.; Tong, D.; Li, G.; Hu, C. Catal. Sci. Technol. 2011, 1, 1060-1067
9. Tao, Y.; Lita, A.; van de Burgt, L. J.; Zhou, H.; Stiegman, A. E. Inorg. Chem. 2012, 51, 2432-2437
10. Lita, A.; Tao, Y.; Ma, X.; van de Burgt, L.; Stiegman, A. E. Inorg. Chem. 2011, 50, 11184-11191
11. Suib, S. L. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 479-487
12. Suib, S. L. J. Mater. Chem. 2008, 18, 1623-1631
13. Son, Y.-C.; Makwana, V. D.; Howell, A. R.; Suib, S. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 113, 4410-4413
14. Luo, J.; Zhang, Q.; Huang, A.; Suib, S. L. Microporous Mesoporous Mater. 2000, 35, 209-217
15. Yang, Z.-Z.; Deng, J.; Pan, T.; Guo, Q.-X.; Fu, Y. Green Chem. 2012, 14, 2986-2989
16. Davis, M. E.; Lobo, R. F. Chem. Mater. 1992, 4, 756-768
17. Lita, A.; Ma, X.; Meulenberg, R. W.; van Buuren, T.; Stiegman, A. E. Inorg. Chem. 2008, 47, 7302-7308
18. Tusar, N. N.; Jank, S.; Glaser, R. ChemCatChem 2011, 3, 254-269
19. Round, C. I.; Williams, C. D.; Duke, C. V. A. Chem. Commun. 1997, 1849-1850
20. Xin, H.; Zhao, J.; Xu, S.; Li, J.; Zhang, W.; Guo, X.; Hensen, E. J. M.; Yang, Q.; Li, C. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 6553-6559
21. Tušar, N. N.; Logar, N. Z.; Arčon, I.; Thibault-Starzyk, F.; Ristić, A.; Rajić, N.; Kaučic, V. Chem. Mater. 2003, 15, 4745-4750
22. Flanigen, E. M.; Bennett, J. M.; Grose, R. W.; Cohen, J. P.; Patton, R. L.; Kirchner, R. M. Nature 1978, 271, 512-516
23. Genuino, H. C.; Dharmarathna, S.; Njagi, E. C.; Mei, M. C.; Suib, S. L. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 12066-12078
24. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, J. A., Jr.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J. J.; Brothers, E.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, J. M.; Klene, M.; Knox, J. E.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Farkas, M.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J., Gaussian 09, Revision A.02; Gaussian Inc.: Wallingford CT: 2009.
25. GAMESS, Version 1, May 2012 (R1) as originally cited in Schmidt, M. W.; Baldridge, K. K.; Boatz, J. A.; Elbert, S. T.; Gordon, M. S.; Jensen, J. H.; Koseki, S.; Matsunaga, N.; Nguyen, K. A.; Su, S. J.; Windus, T. L.; Dupuis, M.; Montgomery, J. A., Jr. J. Comput. Chem. 1993, 14, 1347-1363
26. Bauernschmitt, R.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett. 1996, 256, 454-464
27. Rinkevicius, Z.; Vahtras, I.; Ågren, H. J. Chem. Phys. 2010, 133, 114104-114116
28. Bernard, Y.; Shiao, Y.; Krylov, A. J. Chem. Phys. 2012, 136, 204103-204120
29. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-790
30. Becke, A. D. Phys. Rev. B 1988, 38, 3098-3100
31. Casida, M.; Jamorski, C.; Casida, K.; Salahub, D. Chem. Phys. Lett. 1998, 108, 4439-4449
32. Hay, P.; Wadt, W. J. Chem. Phys. 1985, 82, 270-283
33. Ditchfield, R.; Hehre, W.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1971, 54, 724
34. Dapprich, S.; Komaromi, I.; Byun, K.; Morokuma, K.; Frisch, M. J. Mol. Struct. (THEOCHEM) 1999, 462, 1-21
35. Vreven, T.; Morokuma, K.; Farkas, O.; Schlegel, H.; Frisch, M. J. Chem. Theory Comput. 2003, 24, 760-769
36. Schäfer, A.; Horn, C.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1992, 97, 2571-2577
37. Schäfer, A.; Huber, C.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5829-5835
38. Rappe, A.; Casewit, C.; Colwell, K.; Goddard, W.; Skiff, W. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10024-10035
39. Kapteijn, F.; van Langeveld, A. D.; Moulijn, J. A.; Andreini, A.; Vuurman, M. A.; Turek, A. M.; Jehug, J.-M.; Wachs, I. E. J. Catal. 1994, 150, 94-104
40. Fabrizioli, P.; Buŕgi, T.; Baiker, A. J. Catal. 2002, 207, 88-100
41. Smeets, P. J.; Hadt, R. G.; Woertink, Julia S.; Vanelderen, P.; Schoonheydt, R. A.; Sels, B. F.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14736-14738
42. Solomon, E. I.; Ginsbach, J. W.; Heppner, D. E.; Kieber-Emmons, M. T.; Kjaergaard, C. H.; Smeets, P. J.; Tian, L.; Woertink, J. S. Faraday Discuss. 2011, 148, 11-39
43. Zecchina, A.; Bordiga, S.; Spoto, G.; Marchese, L.; Petrini, G.; Leofanti, G.; Padovan, M. J. Phys. Chem. 1992, 96, 4985-4990
44. Kijlstra, W. S.; Poels, E. K.; Bliek, A.; Weckhuysen, B. M.; Schoonheydt, R. A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 309-316
45. Radu, D.; Glatzel, P.; Gloter, A.; Stephan, O.; Weckhuysen, B. M.; de Groot, F. M. F. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 12409-12416
46. Takashima, T.; Hashimoto, K.; Nakamura, R. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18153-18156
47. Jin, L.; Xu, L.; Morein, C.; Chen, C.-h.; Lai, M.; Dharmarathna, S.; Dobley, A.; Suib, S. L. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 3373-3382
48. Kingondu, C. K.; Opembe, N.; Chen, C. H.; Ngala, K.; Huang, H.; Iyer, A.; Garcés, H. F.; Suib, S. L. Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 312-323
49. Mukri, B. D.; Dutta, G.; Waghmare, U. V.; Hegde, M. S. Chem. Mater. 2012, 24, 4491-4502
50. Biella, S.; Rossi, M. Chem. Commun. 2003, 378-379
51. Yamamoto, R.; Sawayama, Y.; Shibahara, H.; Ichihashi, Y.; Nishiyama, S.; Tsuruya, S. J. Catal. 2005, 234, 308-317
52. Fan, J.; Dai, Y.; Li, Y.; Zheng, N.; Guo, J.; Yan, X.; Stucky, G. D. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15568-15569
53. Hayashibara, H.; Nishiyama, S.; Tsuruya, S.; Masai, M. J. Catal. 1995, 153, 254-264
54. Soo, H. S.; Macnaughtan, M. L.; Weare, W. W.; Yano, J.; Frei, H. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 24893-24905
55. Artioli, G.; Lambertib, C.; Marra, G. L. Acta Crystallogr., Sect. B 2000, 56, 2-10
56. van Koningsveld, H.; Jansen, J. C.; van Bekkum, H. Zeolites 1990, 10, 235-242
57. Zhang, Q.; Wangb, Y.; Itsuki, S.; Shishido, T.; Takehira, K. J. Mol. Catal. A: Chem. 2002, 188, 189-200
58. Kijlstra, W.; Poels, E. K.; Blick, A.; Weckhuysen, B. M.; Schoonheydt, R. A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 309-316
59. Velu, S.; Shah, N.; Jyothi, T. M.; Sivasanker, S. Microporous Mesoporous Mater. 1999, 33, 61-75
60. Zhang, Q.; Yang, Y.; Itsuki, S.; Shishido, T.; Takehira, K. J. Mol. Catal. A: Chem. 2002, 188, 189-200
61. Radu, D.; Glatzel, P.; Gloter, A.; Stephan, O.; Weckhuysen, B. M.; de Groot, F. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 12409-12416
62. Tang, Q.; Hu, S.; Chen, Y.; Guo, Z.; Chen, Y.; Yang, Y. Microporous Mesoporous Mater. 2010, 132, 501
63. Bruhn, T.; Schaumlöffel, A.; Hemberger, Y.; Bringmann, G. SpecDis, Version 1.60; University of Würtzburg: Germany, 2012.
64. Sherman, D. M. Am. Mineral. 1984, 69, 788-799
65. Sherman, D. M.; Vergo, N. Am. Mineral. 1988, 73, 140-144
66. Thauern, H.; Glaum, R. Inorg. Chem. 2007, 46, 2057-2066
67. Langer, K.; Abu-Eid, R. Phys. Chem. Miner. 1977, 1, 273-299
68. Pratt, G. W., Jr.; Coelho, R. Phys. Rev. 1959, 116, 281-286