2+ Active site formation in Cu-ZSM-5: Geometric and electronic structure requirements for N2O activation

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 9, 2014, Pages 3522-3529

  Tsai, Ming Li ^a   Hadt, Ryan G ^a   Vanelderen, Pieter ^b   Sels, Bert F ^b   Schoonheydt, Robert A ^b   Solomon, Edward I ^a  

^a STANFORD UNIVERSITY   (United States)

^b UNIVERSITY OF LEUVEN   (Belgium)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATALYST ACTIVITY; DESIGN FOR TESTABILITY; ELECTRONIC STRUCTURE; METHANE;

BIDENTATE COORDINATION; EFFICIENT CATALYSTS; FORMATION MECHANISM; LOW-ACTIVATION ENERGY; REACTION COORDINATES; REDUCTION REACTION; THERMODYNAMIC DRIVING FORCES; VALUE-ADDED CHEMICALS;

O RINGS;

COPPER; METHANE; NITROUS OXIDE;

ARTICLE; CATALYST; CHEMICAL REACTION KINETICS; CHEMICAL STRUCTURE; CONTROLLED STUDY; DECOMPOSITION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRON; ELECTRONICS; GEOMETRY; REDUCTION; SPECTROSCOPY; THERMODYNAMICS;

EID: 84897676614     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja4113808     Document Type: Article

References (55)

1. Arakawa, H.; Aresta, M.; Armor, J. N.; Barteau, M. A.; Beckman, E. J.; Bell, A. T.; Bercaw, J. E.; Creutz, C.; Dinjus, E.; Dixon, D. A.; Domen, K.; DuBois, D. L.; Eckert, J.; Fujita, E.; Gibson, D. H.; Goddard, W. A.; Goodman, D. W.; Keller, J.; Kubas, G. J.; Kung, H. H.; Lyons, J. E.; Manzer, L. E.; Marks, T. J.; Morokuma, K.; Nicholas, K. M.; Periana, R.; Que, L.; Rostrup-Nielson, J.; Sachtler, W. M.; Schmidt, L. D.; Sen, A.; Somorjai, G. A.; Stair, P. C.; Stults, B. R.; Tumas, W. Chem. Rev. 2001, 101, 953
2. Conley, B. L.; Tenn, W. J.; Young, K. J. H.; Ganesh, S.; Meier, S.; Ziatdinov, V.; Mironov, O.; Oxgaard, J.; Gonzales, J.; Goddard, W. A.; Periana, R. A. Activation of Small Molecules; Weinheim: Germany, 2006, p 235.
3. Hansen, J. B.; Højlund Nielsen, P. E. Handbook of Heterogeneous Catalysis; Weinheim: Germany, 2008.
4. Himes, R. A.; Karlin, K. D. Proc. Natl. Acad. Sci. 2009, 106, 18877
5. Himes, R. A.; Barnese, K.; Karlin, K. D. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 6714
6. Groothaert, M. H.; Smeets, P. J.; Sels, B. F.; Jacobs, P. A.; Schoonheydt, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1394
7. Smeets, P. J.; Groothaert, M. H.; Schoonheydt, R. A. Catal. Today 2005, 110, 303
8. Groothaert, M. H.; Lievens, K.; Leeman, H.; Weckhuysen, B. M.; Schoonheydt, R. A. J. Catal. 2003, 220, 500
9. Groothaert, M. H.; Van, B. J. A.; Battiston, A. A.; Weckhuysen, B. M.; Schoonheydt, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7629
10. Smeets, P. J.; Groothaert, M. H.; van, T. R. M.; Leeman, H.; Hensen, E. J. M.; Schoonheydt, R. A. J. Catal. 2007, 245, 358
11. Groothaert, M. H.; Lievens, K.; Leeman, H.; Weckhuysen, B. M.; Schoonheydt, R. A. J. Catal. 2003, 220, 500
12. Smeets, P. J.; Groothaert, M. H.; van Teeffelen, R. M.; Leeman, H.; Hensen, E. J. M.; Schoonheydt, R. A. In Studies in Surface Science and Catalysis; Ruren Xu, Z. G. J. C.; Wenfu, Y., Eds.; Amsterdam: The Netherlands, 2007; Vol. 170, p 1080.
13. Woertink, J. S.; Smeets, P. J.; Groothaert, M. H.; Vance, M. A.; Sels, B. F.; Schoonheydt, R. A.; Solomon, E. I. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 18908
14. Karlin, K. D.; Gultneh, Y.; Hayes, J. C.; Zubieta, J. Inorg. Chem. 1984, 23, 519
15. Smeets, P. J.; Woertink, J. S.; Sels, B. F.; Solomon, E. I.; Schoonheydt, R. A. Inorg. Chem. 2010, 49, 3573
16. Bordiga, S.; Groppo, E.; Agostini, G.; van Bokhoven, J. A.; Lamberti, C. Chem. Rev. 2013, 113, 1736
17. Vanelderen, P.; Vancauwenbergh, J.; Sels, B. F.; Schoonheydt, R. A. Coord. Chem. Rev. 2013, 257, 483
18. Dedecek, J.; Wichterlova, B. J. Phys. Chem. 1994, 98, 5721
19. Nachtigallova, D.; Nachtigall, P.; Sauer, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 1552
20. Lamberti, C.; Bordiga, S.; Salvalaggio, M.; Spoto, G.; Zecchina, A.; Geobaldo, F.; Vlaic, G.; Bellatreccia, M. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 344
21. Nachtigall, P.; Nachtigallová, D.; Sauer, J. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1738
22. Nachtigallova, D.; Nachtigall, P.; Sierka, M.; Sauer, J. Phys. Chem. Chem. Phys. 1999, 1, 2019
23. Mentzen, B. F.; Bergeret, G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12512
24. Dedecek, J.; Wichterlova, B. Phys. Chem. Chem. Phys. 1999, 1, 629
25. Smeets, P. J.; Hadt, R. G.; Woertink, J. S.; Vanelderen, P.; Schoonheydt, R. A.; Sels, B. F.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14736
26. Zumft, W. G. Microbiol. Mol. Biol. Rev. 1997, 61, 533
27. Wust, A.; Schneider, L.; Pomowski, A.; Zumft, W. G.; Kroneck, P. M.; Einsle, O. Biol. Chem. 2012, 393, 1067
28. Brown, K.; Tegoni, M.; Prudencio, M.; Pereira, A. S.; Besson, S.; Moura, J. J.; Moura, I.; Cambillau, C. Nat. Struct. Biol. 2000, 7, 191
29. Pomowski, A.; Zumft, W. G.; Kroneck, P. M. H.; Einsle, O. Nature 2011, 477, 234
30. Chen, P.; DeBeer George, S.; Cabrito, I.; Antholine, W. E.; Moura, J. J.; Moura, I.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 744
31. Gorelsky, S. I.; Ghosh, S.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 278
32. Tolman, W. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 1018
33. Haack, P.; Kärgel, A.; Greco, C.; Dokic, J.; Braun, B.; Pfaff, F. F.; Mebs, S.; Ray, K.; Limberg, C. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16148
34. Coperet, C. Chem. Rev. 2009, 110, 656
35. Haack, P.; Limberg, C.; Ray, K.; Braun, B.; Kuhlmann, U.; Hildebrandt, P.; Herwig, C. Inorg. Chem. 2011, 50, 2133
36. Ertem, M.; Cramer, C.; Himo, F.; Siegbahn, P. M. J. Biol. Inorg. Chem. 2012, 17, 687
37. Bar-Nahum, I.; Gupta, A. K.; Huber, S. M.; Ertem, M. Z.; Cramer, C. J.; Tolman, W. B. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2812
38. Wischert, R.; Laurent, P.; Copéret, C.; Delbecq, F.; Sautet, P. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14430
39. Iwamoto, M.; Furukawa, H.; Mine, Y.; Uemura, F.; Mikuriya, S.; Kagawa, S. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1986, 16, 1272
40. Da Costa, P.; Moden, B.; Meitzner, G. D.; Lee, D. K.; Iglesia, E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 4590
41. Handbook of Heterogeneous Catalysis; 2 nd ed.; Weinheim: Germany, 2008.
42. Kokotailo, G. T.; Lawton, S. L.; Olson, D. H.; Meier, W. M. Nature 1978, 272, 437
43. Olson, D. H.; Kokotailo, G. T.; Lawton, S. L.; Meier, W. M. J. Phys. Chem. 1981, 85, 2238
44. Frisch, M. J.; Gaussian 09, Revision A.1; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
45. Becke, A. D. Phys. Rev. A: Gen. Phys. 1988, 38, 3098
46. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B: Condens. Matter 1988, 37, 785
47. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648
48. Mulliken, R. S. J. Chem. Phys. 1955, 23, 1833
49. Mayer, I. Chem. Phys. Lett. 1983, 97, 270
50. Tenderholt, A. L. QMForge, v. 2.1. Stanford University: Stanford, CA, 2007; http://qmforge.sourceforge.net.
51. Hanwell, M. D.; Curtis, D. E.; Lonie, D. C.; Vandermeersch, T.; Zurek, E.; Hutchison, G. R. J. Cheminform. 2012, 4, 17
52. Smeets, P. J.; Sels, B. F.; van Teeffelen, R. M.; Leeman, H.; Hensen, E. J. M.; Schoonheydt, R. A. J. Catal. 2008, 256, 183
53. Johnston, E. M.; Dell'Acqua, S.; Ramos, S.; Pauleta, S. R.; Moura, I.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 2013, 136, 614
54. Ertem, M. Z.; Cramer, C. J.; Himo, F.; Siegbahn, P. E. J. Biol. Inorg. Chem. 2012, 17, 687
55. Marcus, R. A. J. Phys. Chem. 1968, 72, 891