Atomic structure and special reactivity toward methanol oxidation of vanadia nanoclusters on TiO2(110)

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 46, 2013, Pages 17331-17338

  Artiglia, Luca ^a   Agnoli, Stefano ^a   Vittadini, Andrea ^b   Verdini, Alberto ^c   Cossaro, Albano ^c   Floreano, Luca ^c   Granozzi, Gaetano ^a  

^a UNIVERSITY OF PADOVA   (Italy)

^b CNR   (Italy)

^c LABORATORIO TASC   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DFT CALCULATION; ELECTRONIC AND STRUCTURAL PROPERTIES; LOW TEMPERATURES; METHANOL OXIDATION; MONONUCLEAR SPECIES; PHOTOELECTRON DIFFRACTION; PROBE MOLECULES; THEORETICAL INVESTIGATIONS;

AGGLOMERATION; METHANOL; OXIDATION; OXIDE MINERALS; TEMPERATURE PROGRAMMED DESORPTION; TITANIUM DIOXIDE; VANADIUM;

NANOCLUSTERS;

FORMALDEHYDE; METHANOL; NANOMATERIAL; TETRAMER; TITANIUM DIOXIDE; VANADIUM;

ABSORPTION; ANISOTROPY; ARTICLE; CHEMICAL REACTION; CHEMICAL STRUCTURE; CONTROLLED STUDY; DECOMPOSITION; DENSITY; DESORPTION; ELECTRON; ENERGY TRANSFER; HYBRIDIZATION; LOW TEMPERATURE; MOLECULAR PROBE; OXIDATION; OXIDATIVE DEHYDROGENATION; SCANNING TUNNELING MICROSCOPY; STOICHIOMETRY; SURFACE PROPERTY; SYNCHROTRON RADIATION;

EID: 84888327901     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja404889v     Document Type: Article

References (69)

1. Roozeboom, F.; Cordingly, P. D.; Gellings, P. J. J. Catal. 1981, 68, 464
2. Wachs, I. E. Catal. Today 2005, 100, 79
3. Romanyshyn, Y.; Guimond, S.; Kuhlenbeck, H.; Kaya, S.; Blum, R. P.; Niehus, H.; Shaikhutdinov, S.; Simic-Milosevic, V.; Nilius, N.; Freund, H. J.; Ganduglia-Pirovano, M. V.; Fortrie, R.; Dobler, J.; Sauer, J. Top. Catal. 2008, 50, 106
4. Dobler, J.; Pritzsche, M.; Sauer, J. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10861
5. Shapovalov, V.; Metiu, H. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 14179
6. Kim, H. Y.; Lee, H. M.; Metiu, H. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 13736
7. Price, S. P.; Tong, X.; Ridge, C.; Shapovalov, V.; Hu, Z.; Kemper, P.; Metiu, H.; Bowers, M. T.; Buratto, S. K. Surf. Sci. 2011, 605, 972
8. Baldychev, I.; Vohs, J. M.; Gorte, R. J. Appl. Cat. A: General 2011, 391, 86
9. Feng, Z.; Cheng, L.; Kim, C. Y.; Elam, J. W.; Zhang, Z.; Curtiss, L. A.; Zapol, P.; Bedzyk, M. J. J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 2845
10. Feng, Z.; Lu, J.; Feng, H.; Stair, P. C.; Elam, J. W.; Bedzyk, M. J. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 285
11. Stacchiola, D. J.; Senanayake, S. D.; Liu, P.; Rodriguez, J. A. Chem. Rev. 2013, 113, 4373
12. Asaduzzaman, A. Md.; Krüger, P. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4622
13. Biener, J.; Baumer, M.; Madix, R. J. Surf. Sci. 1999, 432, 178
14. Wang, Q.; Madix, R. J. Surf. Sci. 2001, 474, L213
15. Wong, G. S.; Kragten, D. D.; Vohs, J. M. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 1366
16. Wang, Q.; Madix, R. J. Surf. Sci. 2002, 496, 51
17. Li, M.; Altman, E. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 2798
18. Weckhuysen, B. M.; Keller, D. E. Catal. Today 2003, 78, 25
19. Hadjiivanov, K. I.; Klissurski, D. G. Chem. Soc. Rev. 1996, 25, 61
20. Freund, H. J.; Pacchioni, G. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 2224
21. Werncke, C. G.; Limberg, C.; Knispel, C.; Mebs, S. Chem.-Eur. J. 2011, 17, 12129
22. Wachs, I. E. Dalton Trans. 2013, 42, 11762
23. Ganduglia-Pirovano, M. V.; Popa, C.; Sauer, J.; Abbott, H.; Uhl, A.; Baron, M.; Stacchiola, D.; Bondarchuk, O.; Shaikhutdinov, S.; Freund, H. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2345
24. Park, J. B.; Graciani, J.; Evans, J.; Stacchiola, D. J.; Ma, S.; Liu, P.; Nambu, A.; Fernandez Sanz, J.; Hrbek, J.; Rodriguez, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 4975
25. Agnoli, S.; Reeder, A. E.; Senanayake, S. D.; Hrbek, J.; Rodriguez, J. A. Nanoscale 2013, 10.1039/C3NR04623K
26. Chrétien, S.; Metiu, H. J. Phys.Chem.C 2011, 115, 4696-4705
27. Dinse, A.; Ozarowski, A.; Hess, C.; Schomäcker, R.; Dinse, K.-P. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 17664
28. Dinse, A.; Carrero, C.; Ozarowski, A.; Schomäcker, R.; Schlögl, R.; Dinse, K.-P. ChemCatChem 2012, 4, 641
29. Paier, J.; Kropp, T.; Penschke, C.; Sauer, J. Faraday Discuss. 2013, 162, 233
30. Penschke, C.; Paier, J.; Sauer, J. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 5274
31. Cavalleri, M.; Hermann, K.; Knop-Gericke, A.; Hävecker, M.; Herbert, R.; Hess, C.; Oestereich, A.; Döblerd, J.; Schlögl, R. J. Catal. 2009, 262, 215
32. Brázdová, V.; Ganduglia-Pirovano, M. V.; Sauer, J. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 4983-4994
33. Tanya K. Todorova, T. K.; Ganduglia-Pirovano, M. V.; Sauer, J. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 5141-5153
34. Yang, F.; Kundu, S.; Vidal, A. B.; Graciani, J.; Ramirez, P. J.; Senanayake, S. D.; Stacchiola, D.; Evans, J.; Liu, P.; FdezSanz, J.; Rodriguez, J. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 10198
35. Tada, H.; Jin, Q.; Nishijima, H.; Yamamoto, H.; Fujishima, M.; Okuoka, S.; Hattori, T.; Sumida, Y.; Kobayashi, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 3501
36. Bondarchuk, O.; Xin Huang, X.; Kim, J.; Kay, B. D.; Wang, L.-S.; White, J. M.; Dohnálek, Z. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 4786
37. Baron, M.; Abbott, H.; Bondarchuk, O.; Stacchiola, D.; Uhl, A.; Shaikhutdinov, S.; Freund, H. J.; Popa, C.; GandugliaPirovano, M. V.; Sauer, J. Angew.Chem. Int. Ed. 2009, 48, 8006
38. Khodakov, A.; Olthof, B.; Bell, A. T.; Iglesia, E. J. Catal. 1999, 181, 205
39. Hofmann, A.; Ganduglia-Pirovano, M. V.; Sauer, J. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 18191
40. Sambi, M.; Dalla Negra, M.; Granozzi, G. Thin Solid Films 2001, 400, 26
41. Kim, H. Y.; Lee, H. M.; Pala, R. G. S.; Metiu, H. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 16083
42. Shapovalov, V.; Fievez, T.; Bell, A. T. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 18728
43. Badlani, M.; Wachs, I. E. Catal. Lett. 2001, 751, 137
44. Olah, G. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 2636
45. Guo, Q.; Xu, C.; Ren, Z.; Yang, W.; Ma, Z.; Dai, D.; Fan, H.; Minton, T. K.; Yang, X. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 13366
46. Phillips, K. R.; Jensen, S. C.; Baron, M.; Li, S.-C.; Friend, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 574
47. Agnoli, S.; Sambi, M.; Granozzi, G.; Castellarin-Cudia, C.; Surnev, S.; Ramsey, M. G.; Netzer, F. P. Surf. Sci. 2004, 562, 150
48. 2(110) surface please refer to Diebold, U. Surf. Sci. Rep. 2003, 48, 53
49. Li, M.; Hebenstreit, W.; Diebold, U.; Tyryshkin, A. M.; Bowman, M. K.; Dunham, G. G.; Henderson, M. A. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 4944
50. Della Negra, M.; Sambi, M.; Granozzi, G. Surf. Sci. 2000, 461, 118
51. Parteder, G.; Allegretti, F.; Surnev, S.; Netzer, F. P. Surf. Sci. 2008, 602, 2666
52. Sawatzky, G. A.; Post, D. Phys. Rev. B 1979, 20, 1546
53. Zimmermann, R.; Claessen, R.; Reinert, F.; Steiner, P.; Hufner, S. J. Phys. Cond. Matter 1998, 10, 5697
54. Demeter, M.; Neumann, M.; Reichelt, W. Surf. Sci. 2000, 454-459, 41
55. Granozzi, G.; Sambi, M. Adv. Mater. 1996, 8, 315
56. Blanco-Rey, M.; Abad, J.; Rogero, C.; Mendez, J.; Lopez, M. F.; Martin-Gago, J. A.; de Andres, P. L. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 055502
57. MatolIn, V.; Johanek, V.; Skoda, M.; Tsud, N.; Prince, K. C.; Skala, T.; MatolInova, I. Langmuir 2010, 26, 13333
58. Romanyshyn, Y.; Giumond, S.; Gobke, D.; Sturm, J. M.; Kuhlenbeck, H.; Dobler, J.; Ganduglia-Pirovano, M. V.; Sauer, J.; Freund, H. J. Top. Catal. 2011, 54, 669
59. Abbott, H. L.; Uhl, A.; Baron, M.; Lei, Y.; Meyer, R. J.; Stacchiola, D. J.; Bondarchuk, O.; Shaikhutdinov, S.; Freund, H. J. J. Catal. 2010, 272, 82
60. Doornkamp, C.; Ponec, V. J. Mol. Cat. A: Chemical 2000, 162, 19
61. Farfan-Arribas, E.; Madix, R. J. Surf. Sci. 2003, 544, 241
62. Feng, T.; Vohs, J. M. J. Catal. 2004, 221, 619
63. Feng, T.; Vohs, J. M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 2120
64. Gobke, D.; Romanyshyn, Y.; Guimond, S.; Sturm, J. M.; Kuhlenbeck, H.; Dobler, J.; Reinhardt, U.; Ganduglia-Pirovano, M. V.; Sauer, J.; Freund, H. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 3695
65. Werncke, C. G.; Limberg, C.; Knispel, C.; Mebs, S. Chem.-Eur. J. 2011, 17, 12129
66. Verdini, A.; Krüger, P.; Floreano, L. In Surf. Anal. Tech.; Bracco, G.; Holst, B., Eds.; Springer GmbH: Berlin, 2013; Vol. 51, 217.
67. MSCD code is freely distributed by Chen, Y.;; M. A. Van Hove; http://electron.lbl.gov/mscdpack/mscdpack.html
68. see also Chen, Y.; Garcia de Abajo, F. J.; Chasse, A.; Ynzuna, R. X.; P.Kaduwela, A.; VanHove, M. A.; Fadley, C. S. Phys. Rev. B 1998, 58, 13121
69. Giannozzi, P.; Baroni, S.; Bonini, N.; Calandra, M.; Car, R.; Cavazzoni, C.; Ceresoli, D.; Chiarotti, G. L.; Cococcioni, M.; Dabo, I.; Dal Corso, A.; de Gironcoli, S.; Fabris, S.; Fratesi, G.; Gebauer, R.; Gerstmann, U.; Gougoussis, C.; Kokalj, A.; Lazzeri, M.; Martin-Samos, L.; Marzari, N.; Mauri, F.; Mazzarello, R.; Paolini, S.; Pasquarello, A.; Paulatto, L.; Sbraccia, C.; Scandolo, S.; Sclauzero, G.; Seitsonen, A. P.; Smogunov, A.; Umari, P.; Wentzcovitch, R. M. J. Phys.: Cond. Matter. 2009, 21, 395502