Density functional theory and reaction kinetics studies of the water-gas shift reaction on Pt-Re catalysts

ChemCatChem

Volumn 5, Issue 12, 2013, Pages 3690-3699

  Carrasquillo Flores, Ronald ^a   Gallo, Jean Marcel R ^a   Hahn, Konstanze ^a   Dumesic, James A ^a   Mavrikakis, Manos ^a  

^a Wisconsin Electric Machines and Power Electronics Consortium   (United States)

Author keywords

density functional calculations; kinetics; platinum; reaction mechanisms; rhenium

Indexed keywords

APPARENT ACTIVATION ENERGY; EXPERIMENTAL VALUES; KINETICS MEASUREMENTS; LOW-TEMPERATURE WATER-GAS SHIFT; MICROKINETIC MODELING; REACTION MECHANISM; WATER-GAS SHIFT REACTION (WGS); WATER-GAS-SHIFT REACTIONS;

ACTIVATION ENERGY; ASSOCIATION REACTIONS; CATALYST ACTIVITY; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ENZYME KINETICS; KINETICS; MOLECULES; PLATINUM; REACTION KINETICS; RHENIUM; RHENIUM ALLOYS;

WATER GAS SHIFT;

EID: 84889777024     PISSN: 18673880     EISSN: 18673899     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/cctc.201300365     Document Type: Article

References (88)

1. J. A. Rodriguez, Catal. Today 2011, 160, 3-10
2. C. R. F. Lund, J. E. Kubsh, J. A. Dumesic, ACS Symp. Ser. 1985, 279, 313-338.
3. L. C. Grabow, M. Mavrikakis, ACS Catal. 2011, 1, 365-384
4. T. S. Askgaard, J. K. Norskov, C. V. Ovesen, P. Stoltze, J. Catal. 1995, 156, 229-242.
5. B. A. Peppley, J. C. Amphlett, L. M. Kearns, R. F. Mann, Appl. Catal. A 1999, 179, 21-29.
6. R. D. Cortright, R. R. Davda, J. A. Dumesic, Nature 2002, 418, 964-967
7. G. W. Huber, J. W. Shabaker, J. A. Dumesic, Science 2003, 300, 2075-2077
8. S. Kandoi, J. Greeley, D. Simonetti, J. Shabaker, J. A. Dumesic, M. Mavrikakis, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 961-971.
9. J. H. Lee, D. L. Trimm, Fuel Process. Technol. 1995, 42, 339-359.
10. M. Ojeda, A. W. Li, R. Nabar, A. U. Nilekar, M. Mavrikakis, E. Iglesia, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 19761-19770
11. B. Jager, R. Espinoza, Catal. Today 1995, 23, 17-28.
12. N. Schumacher, A. Boisen, S. Dahl, A. A. Gokhale, S. Kandoi, L. C. Grabow, J. A. Dumesic, M. Mavrikakis, I. Chorkendorff, J. Catal. 2005, 229, 265-275
13. A. A. Gokhale, J. A. Dumesic, M. Mavrikakis, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1402-1414
14. R. J. Madon, D. Braden, S. Kandoi, P. Nagel, M. Mavrikakis, J. A. Dumesic, J. Catal. 2011, 281, 1-11
15. N. A. Koryabkina, A. A. Phatak, W. F. Ruettinger, R. J. Farrauto, F. H. Ribeiro, J. Catal. 2003, 217, 233-239
16. X. Wang, J. A. Rodriguez, J. C. Hanson, D. Gamarra, A. Martinez-Arias, M. Fernandez-Garcia, J Phys Chem. B 2006, 110, 428-434
17. J. A. Rodriguez, P. Liu, J. Hrbek, J. Evans, M. Perez, Angew. Chem. 2007, 119, 1351-1354
18. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 1329-1332.
19. R. B. King, C. C. Frazier, R. M. Hanes, A. D. King, J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 2925-2927
20. G. P. van der Laan, A. A. C. M. Beenackers, Appl. Catal. A 2000, 193, 39-53
21. S. Natesakhawat, X. Q. Wang, L. Z. Zhang, U. S. Ozkan, J. Mol. Catal. A 2006, 260, 82-94.
22. L. Barrio, A. Kubacka, G. Zhou, M. Estrella, A. Martinez-Arias, J. C. Hanson, M. Fernandez-Garcia, J. A. Rodriguez, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 12689-12697
23. P. Liu, J. A. Rodriguez, Y. Takahashi, K. Nakamura, J. Catal. 2009, 262, 294-303
24. W. Wen, J. E. Calderon, J. L. Brito, N. Marinkovic, J. C. Hanson, J. A. Rodriguez, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 2121-2128
25. R. C. Catapan, A. A. M. Oliveira, Y. Chen, D. G. Vlachos, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 20281-20291.
26. H. Kusar, S. Hocevar, J. Levec, Appl. Catal. B 2006, 63, 194-200
27. C. Wheeler, A. Jhalani, E. J. Klein, S. Tummala, L. D. Schmidt, J. Catal. 2004, 223, 191-199
28. A. B. Mhadeshwar, D. G. Vlachos, Catal. Today 2005, 105, 162-172.
29. J. A. Rodriguez, S. Ma, P. Liu, J. Hrbek, J. Evans, M. Perez, Science 2007, 318, 1757-1760
30. X. Wang, J. A. Rodriguez, J. C. Hanson, M. Perez, J. Evans, J. Chem. Phys. 2005, 123, 221101
31. J. B. Park, J. Graciani, J. Evans, D. Stacchiola, S. D. Senanayake, L. Barrio, P. Liu, J. Fdez Sanz, J. Hrbek, J. A. Rodriguez, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 356-363
32. W. Q. Xu, R. Si, S. D. Senanayake, J. Llorca, H. Idriss, D. Stacchiola, J. C. Hanson, J. A. Rodriguez, J. Catal. 2012, 291, 117-126
33. A. A. Phatak, N. Koryabkina, S. Rai, J. L. Ratts, W. Ruettinger, R. J. Farrauto, G. E. Blau, W. N. Delgass, F. H. Ribeiro, Catal. Today 2007, 123, 224-234
34. N. Guo, B. R. Fingland, W. D. Williams, V. F. Kispersky, J. Jelic, W. N. Delgass, F. H. Ribeiro, R. J. Meyer, J. T. Miller, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 5678-5693
35. J. H. Pazmiño, M. Shekhar, W. D. Williams, M. C. Akatay, J. T. Miller, W. N. Delgass, F. H. Ribeiro, J. Catal. 2012, 286, 279-286
36. Y. Zhai, D. Pierre, R. Si, W. Deng, P. Ferrin, A. U. Nilekar, G. Peng, J. A. Herron, D. C. Bell, H. Saltsburg, M. Mavrikakis, M. Flytzani-Stephanopoulos, Science 2010, 329, 1633-1636
37. L. C. Grabow, A. A. Gokhale, S. T. Evans, J. A. Dumesic, M. Mavrikakis, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4608-4617
38. J. Knudsen, A. U. Nilekar, R. T. Vang, J. Schnadt, E. L. Kunkes, J. A. Dumesic, M. Mavrikakis, F. Besenbacher, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6485-6490.
39. D. M. Alonso, J. Q. Bond, J. A. Dumesic, Green Chem. 2010, 12, 1493-1513
40. G. W. Huber, J. W. Shabaker, S. T. Evans, J. A. Dumesic, Appl. Catal. B 2006, 62, 226-235
41. G. W. Huber, J. A. Dumesic, Catal. Today 2006, 111, 119-132
42. R. R. Davda, J. W. Shabaker, G. W. Huber, R. D. Cortright, J. A. Dumesic, Appl. Catal. B 2005, 56, 171-186.
43. D. S. Newsome, Catal. Rev. 1980, 21, 275-318
44. D. C. Grenoble, M. M. Estadt, D. F. Ollis, J. Catal. 1981, 67, 90-102
45. C. N. Satterfield, Heterogeneous catalysis in industrial practice, 2nd ed., McGraw-Hill, New York, 1991
46. C. Rhodes, G. J. Hutchings, A. M. Ward, Catal. Today 1995, 23, 43-58
47. M. S. Wainwright, D. L. Trimm, Catal. Today 1995, 23, 29-42
48. C. V. Ovesen, B. S. Clausen, B. S. Hammershoi, G. Steffensen, T. Askgaard, I. Chorkendorff, J. K. Norskov, P. B. Rasmussen, P. Stoltze, P. Taylor, J. Catal. 1996, 158, 170-180.
49. T. Bunluesin, R. J. Gorte, G. W. Graham, Appl. Catal. B 1998, 15, 107-114.
50. P. O. Graf, D. J. M. de Vlieger, B. L. Mojet, L. Lefferts, J. Catal. 2009, 262, 181-187.
51. P. Panagiotopoulou, A. Christodoulakis, D. I. Kondarides, S. Boghosian, J. Catal. 2006, 240, 114-125.
52. K. G. Azzam, I. V. Babich, K. Seshan, B. L. Mojet, L. Lefferts, ChemCatChem 2013, 5, 557-564
53. L. Dorazio, W. Ruettinger, M. Castaldi, R. Farrauto, Top. Catal. 2008, 51, 68-75
54. W. Ruettinger, X. S. Liu, X. M. Xu, R. J. Farrauto, Top. Catal. 2008, 51, 60-67
55. E. Kunkes, D. Simonetti, J. Dumesic, W. Pyrz, L. Murillo, J. Chen, D. Buttrey, J. Catal. 2008, 260, 164-177
56. K. G. Azzam, I. V. Babich, K. Seshan, L. Lefferts, Appl. Catal. B 2008, 80, 129-140
57. K. G. Azzam, I. V. Babich, K. Seshan, L. Lefferts, J. Catal. 2007, 251, 163-171
58. R. Radhakrishnan, R. R. Willigan, Z. Dardas, T. H. Vanderspurt, Appl. Catal. B 2006, 66, 23-28
59. H. Iida, A. Igarashi, Appl. Catal. A 2006, 303, 192-198.
60. J. A. Dumesic, The Microkinetics of heterogeneous catalysis, American Chemical Society, Washington, DC, 1993
61. R. D. Cortright, J. A. Dumesic, Adv. Catal. 2001, 46, 161-264.
62. J. Greeley, M. Mavrikakis, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 7193-7201.
63. D. C. Ford, Y. Xu, M. Mavrikakis, Surf. Sci. 2005, 587, 159-174.
64. A. M. Baro, H. Ibach, J. Chem. Phys. 1979, 71, 4812-4816
65. G. S. Blackman, M. L. Xu, D. F. Ogletree, M. A. Vanhove, G. A. Somorjai, Phys. Rev. Lett. 1988, 61, 2352-2355.
66. P. J. Feibelman, B. Hammer, J. K. Norskov, F. Wagner, M. Scheffler, R. Stumpf, R. Watwe, J. Dumesic, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4018-4025
67. R. A. Olsen, P. H. T. Philipsen, E. J. Baerends, J. Chem. Phys. 2003, 119, 4522-4528.
68. C. T. Campbell, Top. Catal. 1994, 1, 353-366
69. C. T. Campbell, J. Catal. 2001, 204, 520-524.
70. F. Vines, J. A. Rodriguez, P. Liu, F. Illas, J. Catal. 2008, 260, 103-112.
71. M. Garland, A. Baiker, A. Wokaun, Ind. Eng. Chem. Res. 1991, 30, 440-447
72. M. Johnson, J. Catal. 1974, 35, 434-440.
73. M. Ojeda, R. Nabar, A. U. Nilekar, A. Ishikawa, M. Mavrikakis, E. Iglesia, J. Catal. 2010, 272, 287-297.
74. J. Zhang, M. B. Vukmirovic, K. Sasaki, A. U. Nilekar, M. Mavrikakis, R. R. Adzic, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12480-12481.
75. J. Bergeld, B. Kasemo, D. V. Chakarov, Surf. Sci. 2001, 495, L815-L820
76. A. Luengnaruemitchai, S. Osuwan, E. Gulari, Catal. Commun. 2003, 4, 215-221.
77. B. Hammer, L. B. Hansen, J. K. Norskov, Phys. Rev. B 1999, 59, 7413-7421
78. J. Greeley, J. K. Norskov, M. Mavrikakis, Annu. Rev. Phys. Chem. 2002, 53, 319-348.
79. D. Vanderbilt, Phys. Rev. B 1990, 41, 7892-7895.
80. J. P. Perdew, J. A. Chevary, S. H. Vosko, K. A. Jackson, M. R. Pederson, D. J. Singh, C. Fiolhais, Phys. Rev. B 1992, 46, 6671-6687
81. J. A. White, D. M. Bird, Phys. Rev. B 1994, 50, 4954-4957.
82. G. Kresse, J. Furthmuller, Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15-50.
83. B. N. Grgur, N. M. Markovic, P. N. Ross, Electrochim. Acta 1998, 43, 3631-3635.
84. A. Ulitsky, R. Elber, J. Chem. Phys. 1990, 92, 1510-1511
85. G. Mills, H. Jonsson, G. K. Schenter, Surf. Sci. 1995, 324, 305-337
86. G. Henkelman, B. P. Uberuaga, H. Jonsson, J. Chem. Phys. 2000, 113, 9901-9904.
87. A. A. Gokhale, S. Kandoi, J. P. Greeley, M. Mavrikakis, J. A. Dumesic, Chem. Eng. Sci. 2004, 59, 4679-4691.
88. National Institute of Standards and Technology (U.S.), in NIST standard reference database 69, National Institute of Standards and Technology, Washington, D.C.