The concept, reality and utility of single-site heterogeneous catalysts (SSHCs)

Physical Chemistry Chemical Physics

Volumn 16, Issue 17, 2014, Pages 7647-7661

  Thomas, John Meurig ^a  

^a UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACID; ALUMINUM DERIVATIVE; ALUMINUM PHOSPHATE; AMMONIA; CHROMIUM; NITRIC OXIDE; NITRITE REDUCTASE; NITROGEN; ORGANOMETALLIC COMPOUND; PETROLEUM; PHOSPHATE; ZEOLITE;

BIOCATALYSIS; CATALYSIS; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; ENZYME ACTIVE SITE; METABOLISM; PHOTOCHEMISTRY; POLYMERIZATION; POROSITY;

ACIDS; ALUMINUM COMPOUNDS; AMMONIA; BIOCATALYSIS; CATALYSIS; CATALYTIC DOMAIN; CHROMIUM; MODELS, MOLECULAR; NITRIC OXIDE; NITRITE REDUCTASES; NITROGEN; ORGANOMETALLIC COMPOUNDS; PETROLEUM; PHOSPHATES; PHOTOCHEMICAL PROCESSES; POLYMERIZATION; POROSITY; ZEOLITES;

EID: 84898715895     PISSN: 14639076     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4cp00513a     Document Type: Review

References (107)

1. G. M. Whitesides G. W. Crabtree Science 2007 315 796
2. J. A. McIntosh Z. J. Wang T. R. Brown P. S. Coelho C. F. Faweall F. H. Arnold Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 9309
3. S. Bastian X. Liu J. T. Meyerowitz C. D. Snow M. M. Y. Chen F. H. Arnold Metab. Eng. 2011 13 345
4. J. D. Keasling Manufacturing Molecules through Metabolic Engineering Science 2010 330 1355
5. G. Bokinsky P. P. Peralta-Yahya A. George B. M. Holmes E. J. Steen J. Dietrich T. S. Lee D. Tullman-Ercek C. A. Voigt B. A. Simmons J. D. Keasling Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2011 108 19949
6. J. M. Thomas and W. J. Thomas, Principles and Practice of Heterogeneous Catalysis, Wiley-VCH, 2nd edn, 2014, ch. 9
7. J. K. Norskov T. Bligaard J. Rossmeisl C. H. Christensen Nat. Chem. 2009 1 37
8. T. Bligaard and J. K. Norskov, in Chemical Bondaing at Surfaces and Interfaces, ed., H. Nilson, L. G. Pettersson, and, J. K. Norskov, Elsevier, 2008, p. 255
9. G. Ertl, Reactions at solid surfaces, J Wiley and Sons, Hobken, 2009
10. I. Chorkendorff and J. W. Niemantsverdriet, Concepts in modern catalysis and kinetics, Wiley-VCH, Weinheim, 2003
11. R. A. van Santen and M. Neurock, Molecular heterogeneous catalysis, Wiley-VHC, Weinheim, 2000
12. M. Behrens F. Studt I. Kasatkin S. Kühl M. Havecker F. Abild-Pedersen S. Zander F. Girgsches P. Kurr B.-L. Kniep M. Tovar R. W. Fischer J. K. Norskov R. Schlögl Science 2012 336 893
13. J. Garcia-Martinez K. Li G. Krishnaiah Chem. Commun. 2012 48 11841
14. K. Li J. Valla J. Garcia-Martinez ChemCatChem 2014 6 46
15. V. Valtchev G. Majano S. Mintova J. Pérez-Ramirèz Chem. Soc. Rev. 2013 42 263
16. D. Verboekend J. Pérez-Ramirèz Catal. Sci. Technol. 2011 1 879
17. K. Tanabe W. F. Hölderich Appl. Catal., A 1999 181 399
18. A. P. Amrute G. O. Larrazabat C. Mondello J. Pérez-Ramirèz Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 9772
19. J. M. Thomas The principles of solid state chemistry hold the key to the successful design of heterogeneous catalysts for environmentally responsible processes Microporous Mesoporous Mater. 2011 146 3
20. J. M. Thomas Design, synthesis and in situ characterization of new solid catalysts Angew. Chem., Int. Ed. 1999 38 3588
21. J. M. Thomas J. C. Hernandez-Garrido R. Raja R. G. Bell Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 2799
22. S. R. Batten R. Robson Angew. Chem., Int. Ed. 1998 37 1460
23. S. Kitagawa R. Kitanna S. I. Noro Angew. Chem., Int. Ed. 2004 43 2334
24. G. Férey Chem. Soc. Rev. 2008 37 191
25. H. Furukawa K. E. Cordova M. O'Keefee O. M. Yaghi Science 2013 341 974
26. M. Yoon R. Srirambalaji K. Kun J. Int. Biomed. Inf. Data 2012 112 1196
27. H. Tüysüz F. Schüth Ordered Mesoporous Materials as Catalysts Adv. Catal. 2012 55 127
28. N. V. Makimchuk O. A. Kholdeeva et al. Proc. R. Soc. A 2012 468 2017
29. M. Che K. Mori and H. Yamashita J. Int. Biomed. Inf. Data 2012 468 2113
30. X. Wei K. X. Wang X. X. Guo J.-S. Chen J. Int. Biomed. Inf. Data 2012 468 2099
31. J. M. Thomas, in Overview on Physical Techniques for Investigating Porous Catalysts in Characterization of Solid Materials and Heterogeneous Catalysts: From Structure to Surface Reactivity, ed., M. Che, and, J. C. Vedrine, Wiley-VCH, Weinheim, 2012
32. J. M. Thomas R. Raja D. W. Lewis Angew. Chem., Int. Ed. 2005 44 6456
33. J. M. Thomas R. Raja Top. Catal. 2006 40 3
34. J. M. Thomas R. Raja Exploiting nanospace for asymmetrical catalysis confinement of immobilized single-site chiral catalysts enhances enantioselectivity Acc. Chem. Res. 2008 41 708
35. J. M. Thomas, Design and Application of Single-Site Heterogeneous Catalysts: Contributions to Green Chemistry, Clean Technology and Sustainability, Imperial College Press, London & Singapore, 2012
36. V. Dal Santo M. Guidotti R. Psaro L. Manchese F. Carniato C. Bisio Proc. R. Soc. A 2012 468 1904
37. L. Mitchell B. Gonzalez-Santiago J. P. S. Mowat M. E. Gunn P. Williamson N. Acerbi M. L. Clarke P. A. Wright Catal. Sci. Technol. 2012 3 606
38. R. Raja, A. Levy and M. E. Potter, Gas and liquid phase catalytic Beckmann rearrangement of oximes to produce lactams, WO 2013/063244Al, 2013
39. J. H. Kwak J. H. Lee S. D. Burton A. S. Lipton C. H. F. Peden J. Szanyi Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 9985
40. For further structural details see: Ch. Baerlocher, L. B. McCusker and D. H. Olson, Atlas of Zeolite Structures, Elsevier Press, 7th edn, 2010
41. J. H. Kwak D. Fran J. Szanyi C. H. F. Peden J. H. Lee Catal. Lett. 2012 142 295
42. U. Deka A. Jukin E. A. Eilertsen E. Emerich M. A. Green S. T. Korhonen B. M. Weckhuysen A. M. Beale J. Phys. Chem. C 2012 116 4809
43. D. W. Fickel E. D'Addio J. A. Lauterbach R. F. Lobo Appl. Catal., B 2011 102 441
44. P. A. Williams V. Fülöp E. F. Garman N. F. W. Saunders S. J. Ferguson J. Hajdu Nature 1997 389 406
45. G. Spoto S. Bordiga G. Ricchardi D. Scaramo A. Zecchina E. Borello J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1994 90 2827
46. F. Geobaldo G. Spoto S. Bodiga C. Lamberti A. Zecchina J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1997 93 1243
47. C. Paze B. Sazak A. Zecchina J. Dwyer J. Phys. Chem. B 1999 103 9978
48. I. M. Dahl S. Kolboe J. Catal. 1994 149 458
49. U. Olsbye S. Sevelle M. Bjørgen P. Beato S. Bordiga K. P. Lillerud Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 5810
50. D. M. McCann D. Lethaeghe P. W. Klemieks D. R. Guenther M. J. Hayman V. Van Speybrack M. Waroquier J. F. Haw Angew. Chem., Int. Ed. 2008 47 5179
51. S. Xu A. Zheng Y. Wei J. Chen J. Li Y. Chu M. Zhang Q. Wang Y. Zhou J. Wang F. Seng Z. Liu Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 11564
52. H. Alper G. Stephanopoulos Nat. Rev. Microbiol. 2009 8 715
53. P. R. Gruber, M. W. Peters, J. M. Griffith, Y. Al Obaidi, L. E. Manzer, J. D. Taylor and D. E. Henton, US Pat., 8,193,402B2, 5 June 2012
54. M. W. Peters, J. D. Taylor, D. E. Henton, L. E. Manzer, P. R. Gruber, J. M. Griffith and Y. Al Obaidi, US Pat., 8,450,543B2, 28 May 2012
55. K. Na C. Jo J. Kun K. Cho J. Jaing Y. Seo R. J. Messinger B. F. Chulka R. Ryoo Science 2011 333 328
56. J. M. Thomas Reflections on the topic of solar fuels Energy Environ. Sci. 2014 7 19
57. B. Speronello J. Garcia-Martinez A. Hansen R. Hu Refinery Operations 2011 2 1
58. B. Taramasso, M. Perego and B. Notari, US Pat., 4,410,501, 1983
59. P. Ingallina M. G. Clerici L. Rossi G. Bellusi Stud. Surf. Sci. Catal. 1991 60 31
60. S. O. Lee R. Raja K. D. M. Harris J. M. Thomas B. F. G. Johnson G. Sanker Angew. Chem., Int. Ed. 2003 42 1526
61. C. M. Osmundsen M. S. Holm S. Dahl E. Taarning Proc. R. Soc. A 2012 468 2000
62. M. Molinar Y. Roman-Leshkov M. E. Davis Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010 107 6164
63. M. S. Holm S. Saravanamuragan E. Taarning Science 2010 328 602
64. E. Taarning S. Saravanamuragan M. S. Hahn J. Xiong R. M. West C. H. Christensen ChemSusChem 2009 7 625
65. L. Li C. Stroobarts K. Lin P. A. Jacobs B. F. Sels P. R. Pescarmona Green Chem. 2011 13 1175
66. A. Corma M. Renz Chem. Commun. 2004 550
67. M. Boronat P. Conrepcion A. Corma M. T. Navarre M. Renz S. Valencia Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 2876
68. E. Nikolla Y. Roman-Leshkov M. Molinat M. E. Davis ACS Catal. 2011 1 408
69. T. Maschmeyer F. Rey G. Sankar J. M. Thomas Nature 1995 378 159
70. P. Li G. Liu H. Wei Y. Liu J. G. Liang P. Way J. Phys. Chem. C 2011 115 3663
71. C. Tiazzo C. Biseo F. Carniato A. Gallo S. L. Scott R. Psaro M. Guidotti Phys. Chem. Chem. Phys. 2013 15 13354
72. C. R. A. Catlow S. A. French A. A. Sokal J. M. Thomas Proc. R. Soc. A 2005 363 913
73. O. de la Torre M. Renz A. Corma Appl. Catal., A 2010 380 165
74. J. Lu O. K. Farha J. Roberts K. A. Scheidt S. T. Nguyen J. T. Hupp Chem. Soc. Rev. 2009 38 1450
75. S. S. Y. Chui S. M. F. Lo J. P. H. Charmant A. G. Orpen I. D. Williams Science 1999 283 1148
76. A. G. M. Barrett D. C. Braddock Chem. Commun. 1997 351
77. D. A. Evans J. Wu J. Am. Chem. Soc. 2005 12 8006
78. S. Kobayashi Eur. J. Org. Chem. 1999 15
79. C. Otero Arean C. P. Cabello G. Turnes Chem. Phys. Lett. 2012 521 104
80. P. A. Wright, private communication
81. E. Groppo C. Lamberti S. Bordiga G. Spoto A. Zecchina Chem. Rev. 2005 105 115
82. A. Zecchina E. Groppo Proc. R. Soc. A 2012 468 2087
83. B. M. Weckhuysen I. E. Wachs R. A. Shooheydt Chem. Rev. 1996 96 3327
84. J. M. Thomas R. Raja Annu. Rev. Mater. Sci. 2005 35 315
85. J. M. Thomas R. Raja Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005 102 13732
86. R. Raja J. M. Thomas M. Greenhill Hooper S. V. Ley P. A. A. Paz Chem.-Eur. J. 2008 14 2340
87. F. Cora L. Gomez-Hortiguela C. R. A. Catlow Proc. R. Soc. A 2012 468 2053
88. J. M. Thomas R. Raja Chem. Commun. 1998 1841
89. J. M. Thomas R. Raja G. Sankar R. G. Bell Nature 1999 398 227
90. L. Gomez-Hortiguela F. Cora C. R. A. Catlow ACS Catal. 2011 1 18
91. L. Gomez-Hortiguela F. Cora C. R. A. Catlow ACS Catal. 2011 1 945
92. L. Gomez-Hortiguela F. Cora C. R. A. Catlow ACS Catal. 2011 1 1487
93. L. Gomez-Hortiguela F. Cora C. R. A. Catlow ACS Catal. 2011 1 1475
94. H. Yamashita K. Yoshizawa M. Ariyuki S. Higashinoto M. Che M. Anpo Chem. Commun. 2001 435
95. M. Anpo J. Catal. 2003 216 505
96. M. Anpo J. M. Thomas Chem. Commun. 2006 3273
97. H. Yamashita K. Mori S. Shironita Y. Horiachi Catal. Surv. Asia 2008 12 88
98. M. Che H. Yamashita K. Mori Proc. R. Soc. A 2012 468 2113
99. J.-S. Chen et al.'s work on single-site photocatalysts with a porous structure Proc. R. Soc. A 2012 468 2099
100. J.-L. Wang C. Wang W. Lin ACS Catal. 2012 2 2630
101. Y. Horiuchi T. Toyas M. Takeuchi M. Matsuoka M. Anpo Phys. Chem. Chem. Phys. 2013 15 13243
102. W. H. Sachtler, in Handbook of Heterogeneous Catalysis, ed., G. Ertl, H. Kruzinger, and, J. Weitkamp, Wiley-VCH, Weinheim, 1st edn, 1997
103. J. M. Thomas ChemCatChem 2012 2 127
104. J. M. Thomas Z. Saghi P. L. Gai Can a single atom serve as the active site in some heterogeneous catalysts? Top. Catal. 2011 54 588
105. J. H. Kwak J. Hu D. Mei C.-W. Yi D. H. Kim C. H. F. Peden L. F. Allard J. Szanyi Science 2009 325 1670
106. M. Yang L. F. Allard M. Flytzani-Stephanopoulos J. Am. Chem. Soc. 2013 135 3768
107. G. Kyrfakou M. B. Baucher A.-D. Jewell E. A. Lewis T. J. Lawton A. E. Baber H. L. Tierrey M. Flytzani-Stephanopoulos E. C. H. Sykes Science 2012 335 1209