Unraveling the role of metal-support interactions in heterogeneous catalysis: Oxygenate selectivity in Fischer-Tropsch synthesis

ACS Catalysis

Volumn 3, Issue 12, 2013, Pages 2881-2890

  Jenness, Glen R ^a   Schmidt, J R ^a  

^a UNIVERSITY OF WISCONSIN MADISON   (United States)

Author keywords

Fischer Tropsch; heterogeneous catalysis; metal; oxide; rhodium; support; syngas

Indexed keywords

COMPUTATIONAL MODEL; FISCHER TROPSCH; METAL-SUPPORT INTERACTIONS; OXIDE SUPPORTS; REACTION THERMODYNAMICS; SUPPORTED NANOPARTICLES; SYN-GAS; TITANIA SUPPORTS;

BINDING ENERGY; CATALYSIS; FISCHER-TROPSCH SYNTHESIS; METALS; OXIDES; RHODIUM; SUPPORTS;

METAL NANOPARTICLES;

EID: 84890328398     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cs4006277     Document Type: Article

References (116)

1. van Santen, R.; Neurock, M. Molecular Heterogeneous Catalysis; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2006.
2. Freund, H.; Kuhlenbeck, H.; Libuda, J.; Rupprechter, G.; Bäumer, M.; Hamann, H. Top. Catal. 2001, 15, 201-209
3. Tauster, S. J.; Fung, S. C.; Garten, R. L. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 170-175
4. Tauster, S. J. Acc. Chem. Res. 1987, 20, 389-394
5. Campbell, C. T. Nat. Chem. 2012, 4, 597-598
6. Pacchioni, G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 1737-1757
7. Metiu, H.; Chrétien, S.; Hu, Z.; Li, B.; Sun, X. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 10439-10450
8. Cárdenas-Lizana, F.; Hao, Y.; Crespo-Quesada, M.; Yuranov, I.; Wang, X.; Keane, M. A.; Kiwi-Minsker, L. ACS Catal. 2013, 3, 1386-1396
9. Wörz, A. S.; Heiz, U.; Cinquini, F.; Pacchioni, G. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 18418-18426
10. Carrasco, J.; Barrio, L.; Liu, P.; Rodriguez, J. A.; Ganduglia-Pirovano, M. V. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 8241-8250
11. Mpourmpakis, G.; Vlachos, D. G. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 7329-7335
12. Jung, J.; Shin, H.-J.; Kim, Y.; Kawai, M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10554-10561
13. Kim, H. Y.; Lee, H. M.; Henkelman, G. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1560-1570
14. Larichev, Y. V.; Moroz, B. L.; Bukhtiyarov, V. I. Appl. Surf. Sci. 2011, 258, 1541-1550
15. Linsmeier, C.; Taglauer, E. Appl. Catal., A 2011, 391, 175-186
16. Talo, a.; Lahtinen, J.; Hautojärvi, P. Appl. Catal., B 1995, 5, 221-231
17. Labich, S.; Taglauer, E.; Knözinger, H. Top. Catal. 2001, 14, 153-161
18. Óvári, L.; Kiss, J. Appl. Surf. Sci. 2006, 252, 8624-8629
19. Kitchin, J. R.; Nørskov, J. K.; Barteau, M. a.; Chen, J. G. J. Chem. Phys. 2004, 120, 10240-10246
20. Kitchin, J.; Nørskov, J.; Barteau, M.; Chen, J. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 4-7
21. Nørskov, J. K.; Bligaard, T.; Rossmeisl, J.; Christensen, C. H. Nat. Chem. 2009, 1, 37-46
22. Nørskov, J. K.; Abild-Pedersen, F.; Studt, F.; Bligaard, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011, 108, 937-943
23. Hayek, K.; Kramer, R.; Paál, Z. Appl. Catal., A 1997, 162, 1-15
24. Green, I. X.; Tang, W.; Neurock, M.; Yates, J. T., Jr.; J. T., Y. Science (80-.) 2011, 333, 736-739
25. Green, I. X.; Tang, W.; Neurock, M.; Yates, J. T. Faraday Discuss. 2013, 162, 247
26. Kaden, W. E.; Kunkel, W. a.; Roberts, F. S.; Kane, M.; Anderson, S. L. J. Chem. Phys. 2012, 136, 204705
27. Kaden, W. E.; Kunkel, W. a.; Kane, M. D.; Roberts, F. S.; Anderson, S. L. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13097-9
28. Fischer, F.; Tropsch, H. Brennstoff-Chem. 1926, 7, 97
29. Fischer, F.; Tropsch, H. Brennstoff-Chem. 1930, 11, 489
30. Mei, D.; Rousseau, R.; Kathmann, S. M.; Glezakou, V.-A.; Engelhard, M. H.; Jiang, W.; Wang, C.; Gerber, M. A.; White, J. F.; Stevens, D. J. J. Catal. 2010, 271, 325-342
31. Chuang, S. S. C.; Stevens, R. W.; Khatri, R. Top. Catal. 2005, 32, 225-232
32. Liu, Y.; Murata, K.; Inaba, M.; Takahara, I.; Okabe, K. Catal. Today 2011, 164, 308-314
33. Gogate, M. R.; Davis, R. J. ChemCatChem 2009, 1, 295-303
34. Dalai, A.; Davis, B. Appl. Catal., A 2008, 348, 1-15
35. Yan, Z.; Bukur, D. B.; Goodman, D. W. Catal. Today 2011, 160, 39-43
36. Wang, J.; Zhang, Q.; Wang, Y. Catal. Today 2011, 171, 257-265
37. Li, P.; Liu, J.; Nag, N.; Crozier, P. Surf. Sci. 2006, 600, 693-702
38. Stakheev, A.; Kustov, L. Appl. Catal., A 1999, 188, 3-35
39. Diebold, U. Surf. Sci. Rep. 2003, 48, 53-229
40. Perron, H.; Domain, C.; Roques, J.; Drot, R.; Simoni, E.; Catalette, H. Theor. Chem. Acc. 2007, 117, 565-574
41. Morgan, B. J.; Watson, G. W. Surf. Sci. 2007, 601, 5034-5041
42. Kunat, M.; Burghaus, U.; Wöll, C. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 4203
43. Menetrey, M.; Markovits, a.; Minot, C. Surf. Sci. 2003, 524, 49-62
44. Suda, Y.; Morimoto, T. Langmuir 1987, 3, 786-788
45. Prins, R. Chem. Rev. 2012, 112, 2714-2738
46. Murashov, V. V.; Demchuk, E. Surf. Sci. 2005, 595, 6-19
47. Goumans, T. P. M.; Wander, A.; Brown, W. A.; Catlow, C. R. A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 2146-2152
48. Rignanese, G.-M.; De Vita, A.; Charlier, J.-C.; Gonze, X.; Car, R. Phys. Rev. B 2000, 61, 13250-13255
49. Sneh, O.; George, S. M. J. Phys. Chem. 1995, 99, 4639-4647
50. Michalske, T. A.; Freiman, S. W. Nature 1982, 295, 511-512
51. Beyer, H.; Emmerich, J.; Chatziapostolou, K.; Köhler, K. Appl. Catal., A 2011, 391, 411-416
52. Ligthart, D.; van Santen, R.; Hensen, E. J. Catal. 2011, 280, 206-220
53. Wang, Z.-j.; Yang, F.; Axnanda, S.; Liu, C.-j.; Goodman, D. W. Appl. Catal., A 2011, 391, 342-349
54. Gao, J.; Mo, X.; Chien, A. C.-Y.; Torres, W.; Goodwin, J. G., Jr. J. Catal. 2009, 262, 119-126
55. Mo, X.; Gao, J.; Goodwin, J. G., Jr. Catal. Today 2009, 147, 139-149
56. Mo, X.; Gao, J.; Umnajkaseam, N.; Goodwin, J. G., Jr. J. Catal. 2009, 267, 167-176
57. Savastenko, N.; Volpp, H.-R.; Gerlach, O.; Strehlau, W. J. Nanoparticle Res. 2008, 10, 277-287
58. Ito, S.-i.; Chibana, C.; Nagashima, K.; Kameoka, S.; Tomishige, K.; Kunimori, K. Appl. Catal., A 2002, 236, 113-120
59. Barthe, L.; Hemati, M.; Philippot, K.; Chaudret, B.; Denicourt-nowicki, A.; Roucoux, A. Chem. Eng. J. 2009, 151, 372-379
60. Somorjai, G. A.; Aliaga, C. Langmuir 2010, 26, 16190-16203
61. van Santen, R. A.; Neurock, M.; Shetty, S. G. Chem. Rev. 2010, 110, 2005-2048
62. Van Santen, R. A. Acc. Chem. Res. 2008, 42, 57-66
63. Schwartz, V.; Campos, A.; Egbebi, A.; Spivey, J. J.; Overbury, S. H. ACS Catal. 2011, 1, 1298-1306
64. Beale, A. M.; Weckhuysen, B. M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 5562-5574
65. Logan, A. D.; Braunschweig, E. J.; Datye, A. K.; Smith, D. J. Langmuir 1988, 4, 827-830
66. Liu, Z.-P.; Hu, P. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12596-12604
67. Filot, I. A. W.; Shetty, S. G.; Hensen, E. J. M.; van Santen, R. A. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 14204-14212
68. Liu, Z.-P.; Hu, P. J. Chem. Phys. 2001, 114, 8244
69. Mavrikakis, M.; Bäumer, M.; Freund, H.-J.; Nørskov, J. K. Catal. Lett. 2002, 81, 153-156
70. Zhang, R.; Sun, X.; Wang, B. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 6594-6606
71. Kapur, N.; Hyun, J.; Shan, B.; Nicholas, J. B.; Cho, K. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 10171-10182
72. Subramanian, N. D.; Gao, J.; Mo, X.; Goodwin, J. G., Jr.; Torres, W.; Spivey, J. J. J. Catal. 2010, 272, 204-209
73. Choi, Y.; Liu, P. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13054-13061
74. Bahn, S. R.; Jacobsen, K. W. Comput. Sci. Eng. 2002, 4, 56-66
75. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 47, 558-561
76. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1994, 49, 14251-14269
77. Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15
78. Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169-11186
79. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868
80. Blöchl, P. E. Phys. Rev. B 1994, 50, 17953-17979
81. Kresse, G. Phys. Rev. B 1999, 59, 1758-1775
82. Davidson, E. R. In Methods in Computational Molecular Physics; Diercksen, G. H. F.; Wilson, S., Eds.; NATO Advanced Study Institute, Series C; Springer: New York, 1983; Vol. 113, p 95.
83. Pulay, P. Chem. Phys. Lett. 1980, 73, 393-398
84. Wood, D. M.; Zunger, A. J. Phys. A: Math. Gen. 1985, 18, 1343-1359
85. Monkhorst, H. J.; Pack, J. D. Phys. Rev. B 1976, 13, 5188-5192
86. Dudarev, S. L.; Savrasov, S. Y.; Humphreys, C. J.; Sutton, A. P. Phys. Rev. B 1998, 57, 1505-1509
87. Hu, Z.; Metiu, H. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 5841-5845
88. Bitzek, E.; Koskinen, P.; Gähler, F.; Moseler, M.; Gumbsch, P. Phys. Rev. Lett. 2006, 97, 1-4
89. Hammer, B.; Nørskov, J. K. Surf. Sci. 1995, 343, 211-220
90. Li, L.; Larsen, A. H.; Romero, N. a.; Morozov, V. a.; Glinsvad, C.; Abild-Pedersen, F.; Greeley, J.; Jacobsen, K. W.; Nørskov, J. K. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 222-226
91. Rapps, T.; Ahlrichs, R.; Waldt, E.; Kappes, M. M.; Schooss, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 6102-6105
92. Shustorovich, E. Adv. Catal. 1990, 37, 101
93. Tang, W.; Sanville, E.; Henkelman, G. J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 084204
94. Sanville, E.; Kenny, S. D.; Smith, R.; Henkelman, G. J. Comput. Chem. 2007, 28, 899-908
95. Hughbanks, T.; Hoffmann, R. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 3528-3537
96. Grechnev, A.; Ahuja, R.; Eriksson, O. J. Phys.: Condens. Matter 2003, 15, 7751-7761
97. Sanchez-Portal, D.; Artacho, E.; Soler, J. M. Solid State Commun. 1995, 95, 685-690
98. Sánchez-Portal, D.; Artacho, E.; Soler, J. M. J. Phys.: Condens. Matter 1996, 8, 3859-3880
99. Dunnington, B. D.; Schmidt, J. R. J. Chem. Theory Comput. 2012, 8, 1902-1911
100. Bronsted, J. N. Chem. Rev. 1928, 5, 231-338
101. Evans, M. G.; Polanyi, M. Trans. Faraday Soc. 1938, 34, 11
102. Michaelides, A.; Liu, Z.-P.; Zhang, C. J.; Alavi, A.; King, D. a.; Hu, P. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3704-3705
103. Nørskov, J.; Bligaard, T.; Logadottir, A.; Bahn, S. R.; Hansen, L. B.; Bollinger, M.; Bengaard, H.; Hammer, B.; Sljivancanin, Z.; Mavrikakis, M.; Xu, Y.; Dahl, S.; Jacobsen, C. J. H. J. Catal. 2002, 209, 275-278
104. Wang, S.; Petzold, V.; Tripkovic, V.; Kleis, J.; Howalt, J. G.; Skulason, E.; Fernandez, E. M.; Hvolbaek, B.; Jones, G.; Toftelund, A.; Falsig, H.; Bjorketun, M.; Studt, F.; Abild-Pedersen, F.; Rossmeisl, J.; Nørskov, J. K.; Bligaard, T. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 20760-20765
105. Gao, J.; Mo, X.; Goodwin, J. G., Jr. J. Catal. 2009, 268, 142-149
106. Haider, M. A.; Gogate, M. R.; Davis, R. J. J. Catal. 2009, 261, 9-16
107. Egbebi, A.; Schwartz, V.; Overbury, S. H.; Spivey, J. J. Catal. Today 2010, 149, 91-97
108. Gogate, M. R.; Davis, R. J. Catal. Commun. 2010, 11, 901-906
109. Loveless, B. T.; Buda, C.; Neurock, M.; Iglesia, E. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 6107-6121
110. Allian, A. D.; Takanabe, K.; Fujdala, K. L.; Hao, X.; Truex, T. J.; Cai, J.; Buda, C.; Neurock, M.; Iglesia, E. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4498-4517
111. Kose, R.; Brown, W. a.; King, D. a. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 8722-8725
112. van Bavel, a. P.; Hopstaken, M. J. P.; Curulla, D.; Niemantsverdriet, J. W.; Lukkien, J. J.; Hilbers, P. a. J. J. Chem. Phys. 2003, 119, 524
113. Mars, P.; van Krevelen, D. Chem. Eng. Sci. 1954, 3, 41-59
114. Kim, H. Y.; Park, J.-N.; Henkelman, G.; Kim, J. M. ChemSusChem 2012, 0165, 1474-1481
115. Park, J.; Renzas, J.; Hsu, B.; Somorjai, G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 15331-15336
116. Somorjai, G.; Park, J. Top. Catal. 2008, 49, 126-135