Theoretical investigation of NH3-SCR processes over zeolites: A review

International Journal of Quantum Chemistry

Volumn 115, Issue 10, 2015, Pages 618-630

  Mao, Yu ^a   Wang, Hai Feng ^a   Hu, P ^a,b  

^a EAST CHINA UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (China)

^b QUEEN'S UNIVERSITY BELFAST   (United Kingdom)

Author keywords

DFT; heterogeneous catalysis; NH3 SCR zeolites

Indexed keywords

ADSORPTION; CATALYSIS; QUANTUM CHEMISTRY; ZEOLITES;

DFT; EMBEDDED TECHNIQUES; INTRINSIC MECHANISMS; QUANTUM-CHEMICAL CALCULATION; STRUCTURAL COMPLEXITY; THEORETICAL CHEMISTRY; THEORETICAL INVESTIGATIONS; THEORETICAL RESEARCH;

SELECTIVE CATALYTIC REDUCTION;

EID: 84926255203     PISSN: 00207608     EISSN: 1097461X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/qua.24844     Document Type: Review

References (122)

1. H. He, F. Liu, Y. Yu, W. Shan, Sci. China: Chem. 2012, 42, 446.
2. H. Bosch, F. Janssen, Catal. Today 1988, 2, 369.
3. F. Liu, Y. Yu, H. He, Chem. Commun. 2014, 50, 8445.
4. H. Hamada, M. Haneda, Appl. Catal. A Gen. 2012, 421, 1.
5. M. F. Fu, C. T. Li, P. Lu, L. Qu, M. Y. Zhang, Y. Zhou, M. G. Yu, Y. Fang, Catal. Sci. Technol. 2014, 4, 14.
6. H. Hong, S. Wenpo, L. Fudong, C. Zhang, X. Shi, Chin. J. Catal. 2011, 32, 1113.
7. G. L. Bauerle, S. C. Wu, K. Nobe, Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. 1978, 17, 117.
8. R. M. Yuan, G. Fu, X. Xu, H. L. Wan, Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 453.
9. Z. M. Liu, S. X. Zhang, J. H. Li, J. Z. Zhu, L. L. Ma, Appl. Catal. B: Environ. 2014, 158, 11.
10. S. Brandenberger, O. Krocher, A. Tissler, R. Althoff, Catal. Rev. Sci. Eng. 2008, 50, 492.
11. P. Granger, V. I. Parvulescu, Chem. Rev. 2011, 111, 3155.
12. T. Yu, T. Hao, D. Q. Fan, J. Wang, M. Q. Shen, W. Li, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 6565.
13. D. E. Doronkin, M. Casapu, T. Gunter, O. Muller, R. Frahm, J. D. Grunwaldt, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 10204.
14. M. P. Ruggeri, T. Selleri, M. Colombo, I. Nova, E. Tronconi, J. Catal. 2014, 311, 266.
15. O. Mihai, C. R. Widyastuti, S. Andonova, K. Kamasamudram, J. H. Li, S. Y. Joshi, N. W. Currier, A. Yezerets, L. Olsson, J. Catal. 2014, 311, 170.
16. C. Yan, H. Cheng, Z. Yuan, S. Wang, Environ. Technol. 2014, 36, 169.
17. L. Ma, Y. S. Cheng, G. Cavataio, R. W. McCabe, L. X. Fu, J. H. Li, Appl. Catal. B Environ. 2014, 156, 428.
18. M. P. Ruggeri, I. Nova, E. Tronconi, Top. Catal. 2013, 56, 109.
19. J. J. Xue, X. Q. Wang, G. S. Qi, J. Wang, M. Q. Shen, W. Li, J. Catal. 2013, 297, 56.
20. P. S. Metkar, M. P. Harold, V. Balakotaiah, Chem. Eng. Sci. 2013, 87, 51.
21. D. Wang, L. Zhang, K. Kamasamudram, W. S. Epling, ACS Catal. 2013, 3, 871.
22. U. Deka, I. Lezcano-Gonzalez, B. M. Weckhuysen, A. M. Beale, ACS Catal. 2013, 3, 413.
23. Y. Zhao, D. G. Truhlar, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 6860.
24. Y. Li, J. Yu, Chem. Rev. 2014, 114, 7268.
25. F. Goltl, R. E. Bulo, J. Hafner, P. Sautet, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 2244.
26. J. T. Fermann, T. Moniz, O. Kiowski, T. J. McIntire, S. M. Auerbach, T. Vreven, M. J. Frisch, J. Chem. Theory Comput. 2005, 1, 1232.
27. R. A. van Santen, G. J. Kramer, Chem. Rev. 1995, 95, 637.
28. J. Sauer, P. Ugliengo, E. Garrone, V. R. Saunders, Chem. Rev. 1994, 94, 2095.
29. J. Sauer, Chem. Rev. 1989, 89, 199.
30. T. C. Bruggemann, F. J. Keil, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 17378.
31. T. C. Bruggemann, F. J. Keil, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 2114.
32. A. S. P. Gomes, C. R. Jacob, Annu. Rep. Sect. "C" (Phys. Chem.) 2012, 108, 222.
33. S. Dapprich, I. Komáromi, K. S. Byun, K. Morokuma, M. J. Frisch, J. Mol. Struct.: THEOCHEM 1999, 461, 1.
34. U. Eichler, M. Brändle, J. Sauer, J. Phys. Chem. B 1997, 101, 10035.
35. M. Svensson, S. Humbel, R. D. J. Froese, T. Matsubara, S. Sieber, K. Morokuma, J. Phys. Chem. 1996, 100, 19357.
36. J. Sauer, M. Sierka, J. Comput. Chem. 2000, 21, 1470.
37. D. Sholl, J. A. Steckel, Density Functional Theory: A Practical Introduction; Wiley, 2009. Hoboken, New Jersey.
38. B. M. Lok, C. A. Messina, R. L. Patton, R. T. Gajek, T. R. Cannan, E. M. Flanigen, J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 6092.
39. E. L. Uzunova, F. Goltl, G. Kresse, J. Hafner, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 5274.
40. M. Fischer, R. G. Bell, Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 21062.
41. U. W. Schmitt, G. A. Voth, J. Phys. Chem. B 1998, 102, 5547.
42. J. Li, S. H. Li, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 16938.
43. J. Li, S. Li, Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 3304.
44. T. C. Bruggemann, F. J. Keil, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 23854.
45. T. C. Bruggemann, M. D. Przybylski, S. P. Balaji, F. J. Keil, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 6567.
46. T. C. Bruggemann, F. J. Keil, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 13860.
47. A. Heyden, Theoretical investigation of the nitrous oxide decomposition over iron zeolite catalysts, Ph.D, Technische Universität Hamburg-Harburg, Hamburg, 2005.
48. P. Nachtigall, J. Sauer, Chapter 20 Applications of quantum chemical methods in zeolite science, In: Jiří Čejka, Herman van Bekkum, Avelino Corma and Ferdi Schüth, Editor(s), Studies in Surface Science and Catalysis, Elsevier, 2007, Volume 168, Pages 701-736, XX-XXI, ISSN 0167-2991, ISBN 9780444530639, DOI: 10.1016/S0167-2991(07)80808-1.
49. X. Solans-Monfort, M. Sodupe, V. Branchadell, J. Sauer, R. Orlando, P. Ugliengo, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 3539.
50. Z. K. Chu, G. Fu, W. P. Guo, X. Xu, J. Theor. Comput. Chem. 2010, 9, 39.
51. W. E. Farneth, R. J. Gorte, Chem. Rev. 1995, 95, 615.
52. W. O. Haag, R. M. Lago, P. B. Weisz, Nature 1984, 309, 589.
53. E. G. Derouane, J. C. Védrine, R. R. Pinto, P. M. Borges, L. Costa, M. A. N. D. A. Lemos, F. Lemos, F. R. Ribeiro, Catal. Rev. 2013, 55, 454.
54. L. Grajciar, C. O. Areán, A. Pulido, P. Nachtigall, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 1497.
55. J. X. Liu, X. Wei, X. G. Zhang, E. S. Han, Acta Phys.-Chim. Sin. 2009, 25, 2123.
56. G. Barone, G. Casella, S. Giuffrida, D. Duca, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 13033.
57. N. Wang, M. Zhang, Y. Yu, Microporous Mesoporous Mater. 2013, 169, 47.
58. A. Vjunov, J. L. Fulton, T. Huthwelker, S. Pin, D. Mei, G. K. Schenter, N. Govind, D. M. Camaioni, J. Z. Hu, J. A. Lercher, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 8296.
59. L. Smith, A. K. Cheetham, R. E. Morris, L. Marchese, J. M. Thomas, P. A. Wright, J. Chen. Science 1996, 271, 799.
60. V. Termath, F. Haase, J. Sauer, J. Hutter, M. Parrinello, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8512.
61. Y. Jeanvoine, J. G. Ángyán, G. Kresse, J. Hafner, J. Phys. Chem. B 1998, 102, 5573.
62. G. A. V. Martins, G. Berlier, S. Coluccia, H. O. Pastore, G. B. Superti, G. Gatti, L. Marchese, J. Phys. Chem. C 2006, 111, 330.
63. G. Sastre, D. W. Lewis, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1998, 94, 3049.
64. M. Zokaie, U. Olsbye, K. P. Lillerud, O. Swang, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 7255.
65. S. Brandenberger, O. Krocher, A. Tissler, R. Althoff, Appl. Catal. B Environ. 2010, 95, 348.
66. G. N. Li, E. A. Pidko, R. A. van Santen, C. Li, E. J. M. Hensen, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 413.
67. J. A. Ryder, A. K. Chakraborty, A. T. Bell, J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7059.
68. P. Pantu, S. Pabchanda, J. Limtrakul, ChemPhysChem 2004, 5, 1901.
69. N. Hansen, A. Heyden, A. T. Bell, F. J. Keil, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 2092.
70. H. Guesmi, D. Berthomieu, B. Bromley, B. Coq, L. Kiwi-Minsker, Phys. Chem. Chem. Phys. 2010, 12, 2873.
71. H. Guesmi, D. Berthomieu, L. Kiwi-Minsker, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 20319.
72. S. Brandenberger, O. Kröcher, A. Tissler, R. Althoff, Appl. Catal. A Gen. 2010, 373, 168.
73. R. Izquierdo, L. J. Rodríguez, R. Añez, A. Sierraalta, J. Mol. Catal. A: Chem. 2011, 348, 55.
74. S. Morpurgo, G. Moretti, M. Bossa, J. Mol. Catal. A: Chem. 2012, 358, 134.
75. J. S. McEwen, T. Anggara, W. F. Schneider, V. F. Kispersky, J. T. Miller, W. N. Delgass, F. H. Ribeiro, Catal. Today 2012, 184, 129.
76. E. L. Uzunova, H. Mikosch, J. Hafner, J. Mol. Struct.-THEOCHEM 2009, 912, 88.
77. E. L. Uzunova, H. Mikosch, J. Hafner, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 2632.
78. U. Deka, A. Juhin, E. A. Eilertsen, H. Emerich, M. A. Green, S. T. Korhonen, B. M. Weckhuysen, A. M. Beale, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 4809.
79. Z. K. Chu, G. Fu, X. Xu, Catal. Today 2011, 165, 112.
80. Z. K. Chu, G. Fu, W. P. Guo, X. Xu, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 14754.
81. M. J. Rice, A. K. Chakraborty, A. T. Bell, J. Phys. Chem. B 2000, 104, 9987.
82. M. J. Rice, A. K. Chakraborty, A. T. Bell, J. Catal. 2000, 194, 278.
83. M. J. Rice, A. K. Chakraborty, A. T. Bell, J. Catal. 1999, 186, 222.
84. S. Sklenak, P. C. Andrikopoulos, S. R. Whittleton, H. Jirglova, P. Sazama, L. Benco, T. Bucko, J. Hafner, Z. Sobalik, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 3958.
85. H. H. Ingelsten, A. Hellman, H. Kannisto, H. Grönbeck, J. Mol. Catal. A-Chem. 2009, 314, 102.
86. L. Díaz, A. Sierraalta, M. A. C. Nascimento, R. Añez, J. Phys. Chem. C 2013, 117, 5112.
87. A. Sierraalta, A. Bermudez, M. Rosa-Brussin, J. Mol. Catal. A: Chem. 2005, 228, 203.
88. F. Ruette, M. Sánchez, G. Martorell, C. González, R. Añez, A. Sierraalta, L. Rincõn, C. Mendoza, Int. J. Quantum Chem. 2004, 96, 321.
89. A. Sierraalta, R. Anez, M. R. Brussin, J. Catal. 2002, 205, 107.
90. J. X. Liu, X. G. Zhang, Appl. Surf. Sci. 2013, 265, 274.
91. J. X. Liu, X. G. Zhang, Z. Y. Duan, X. L. Liu, Acta Phys.-Chim. Sin. 2010, 26, 2679.
92. J. X. Liu, X. Wei, X. G. Zhang, G. X. Wang, E. S. Han, J. G. Wang, Acta Phys.-Chim. Sin. 2009, 25, 91.
93. B. Zhang, Y. A. Lu, H. He, J. G. Wang, C. B. Zhang, Y. B. Yu, L. Xue, J. Environ. Sci.: China 2011, 23, 681.
94. L. Benco, T. Bucko, R. Grybos, J. Hafner, Z. Sobalik, J. Dedecek, S. Sklenak, J. Hrusak, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 9393.
95. L. Benco, T. Bucko, R. Grybos, J. Hafner, Z. Sobalik, J. Dedecek, J. Hrusak, J. Phys. Chem. C 2006, 111, 586.
96. Y. M. Sun, P. Yang, A. N. Cao, Y. Zhang, Acta Phys.-Chim. Sin. 2001, 17, 761.
97. M. Koebel, M. Elsener, M. Kleemann, Catal. Today 2000, 59, 335.
98. M. Koebel, M. Elsener, G. Madia, SAE Technical Paper 2001-01-3625, 2001.
99. N. H. Morgon, A. R. De Souza, J. R. Sambrano, J. Mol. Struct.: THEOCHEM 2006, 759, 189.
100. D. Sun, W. F. Schneider, J. B. Adams, D. Sengupta, J. Phys. Chem. A 2004, 108, 9365.
101. I. Halasz, A. Brenner, K. Y. Simon Ng, Catal. Lett. 1995, 34, 151.
102. M. Anstrom, N.-Y. Topsøe, J. A. Dumesic, J. Catal. 2003, 213, 115.
103. V. Sanchez-Escribano, T. Montanari, G. Busca, Appl. Catal. B: Environ. 2005, 58, 19.
104. T. C. Bruggemann, D. G. Vlachos, F. J. Keil, J. Catal. 2011, 283, 178.
105. M. L. Tsai, R. G. Hadt, P. Vanelderen, B. F. Sels, R. A. Schoonheydt, E. I. Solomon, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 3522.
106. X. Liu, Z. Y. Yang, R. D. Zhang, Q. S. Li, Y. P. Li, J. Phys. Chem. C 2012, 116, 20262.
107. S. Sklenak, P. C. Andrikopoulos, B. Boekfa, B. Jansang, J. Nováková, L. Benco, T. Bucko, J. Hafner, J. Dědeček, Z. Sobalík, J. Catal. 2010, 272, 262.
108. P. J. Smeets, B. F. Sels, R. M. van Teeffelen, H. Leeman, E. J. M. Hensen, R. A. Schoonheydt, J. Catal. 2008, 256, 183.
109. A. Frache, B. I. Palella, M. Cadoni, R. Pirone, H. O. Pastore, L. Marchese, Top. Catal. 2003, 22, 53.
110. A. L. Yakovlev, G. M. Zhidomirov, R. A. van Santen, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 12297.
111. A. Heyden, N. Hansen, A. T. Bell, F. J. Keil, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 17096.
112. A. Heyden, B. Peters, A. T. Bell, F. J. Keil, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 1857.
113. N. Hansen, A. Heyden, A. T. Bell, F. J. Keil, J. Catal. 2007, 248, 213.
114. A. Heyden, A. T. Bell, F. J. Keil, J. Catal. 2005, 233, 26.
115. J.-Y. Luo, X. Hou, P. Wijayakoon, S. J. Schmieg, W. Li, W. S. Epling, Appl. Catal. B Environ. 2011, 102, 110.
116. F. L. Liu, Y. P. Li, X. M. Sun, Chem. Phys. Lett. 2013, 584, 195.
117. N. Liu, R. D. Zhang, B. H. Chen, Y. P. Li, Y. X. Li, J. Catal. 2012, 294, 99.
118. N. Liu, B. H. Chen, Y. P. Li, R. D. Zhang, X. Liang, Y. D. Li, Z. G. Lei, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 12883.
119. B. H. Chen, N. Liu, X. Y. Liu, R. D. Zhang, Y. P. Li, Y. X. Li, X. L. Sun, Catal. Today 2011, 175, 245.
120. Y. Yokomichi, T. Yamabe, H. Ohtsuka, T. Kakumoto, J. Phys. Chem. 1996, 100, 14424.
121. W. Y.-D. Wang Chuan-Ming, L. Hong-Xing, X. Zai-Ku, L. Zhi-Pan, Acta Chim. Sin. 2010, 68, 2312.
122. J. W. Liu, Z. F. Liu, G. Feng, D. J. Kong, J. Phys. Chem. C 2014, 118, 18496.