Molecular understandings on the activation of light hydrocarbons over heterogeneous catalysts

Chemical Science

Volumn 6, Issue 8, 2015, Pages 4403-4425

  Zhao, Zhi Jian ^a   Chiu, Cheng Chau ^b   Gong, Jinlong ^a  

^a TIANJIN UNIVERSITY   (China)

^b TECHNICAL UNIVERSITY OF MUNICH   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACTIVATION ANALYSIS; CATALYSIS; CATALYST ACTIVITY; CATALYSTS; CHEMICAL ACTIVATION; COMPUTATION THEORY; DEHYDROGENATION; HYDROCARBONS; PARAFFINS; SHALE; TRANSITION METAL COMPOUNDS; TRANSITION METALS;

CATALYTIC DEHYDROGENATION; ELEMENTARY STEPS; HETEROGENEOUS CATALYST; ITS APPLICATIONS; LIGHT HYDROCARBON; METAL AND ALLOYS; MOLECULAR UNDERSTANDING; VALUABLE CHEMICALS;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

EID: 84937133638     PISSN: 20416520     EISSN: 20416539     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5sc01227a     Document Type: Article

References (144)

1. J. J. H. B. Sattler J. Ruiz-Martinez E. Santillan-Jimenez B. M. Weckhuysen Chem. Rev. 2014 114 10613 10653
2. P. C. A. Bruijnincx B. M. Weckhuysen Angew. Chem., Int. Ed. 2013 52 11980 11987
3. C. Radcliffe, The FCC unit as a propylene source, http://www.digitalrefining.com/article/1000312#.VYcgIflVhBd
4. M. S. Kumar D. Chen A. Holmen J. C. Walmsley Catal. Today 2009 142 17 23
5. F. Jiang L. Zeng S. Li G. Liu S. Wang J. Gong ACS Catal. 2015 5 438 447
6. J. J. H. B. Sattler I. D. Gonzalez-Jimenez L. Luo B. A. Stears A. Malek D. G. Barton B. A. Kilos M. P. Kaminsky T. W. G. M. Verhoeven E. J. Koers M. Baldus B. M. Weckhuysen Angew. Chem., Int. Ed. 2014 53 9251 9256
7. G. Jones J. G. Jakobsen S. S. Shim J. Kleis M. P. Andersson J. Rossmeisl F. Abild-Pedersen T. Bligaard S. Helveg B. Hinnemann J. R. Rostrup-Nielsen I. Chorkendorff J. Sehested J. K. Nørskov J. Catal. 2008 259 147 160
8. J. Greeley T. F. Jaramillo J. Bonde I. Chorkendorff J. K. Nørskov Nat. Mater. 2006 5 909 913
9. F. Studt I. Sharafutdinov F. Abild-Pedersen C. F. Elkjær J. S. Hummelshøj S. Dahl I. Chorkendorff J. K. Nørskov Nat. Chem. 2014 6 320 324
10. D. Balcells E. Clot O. Eisenstein Chem. Rev. 2010 110 749 823
11. L. H. Thomas Math. Proc. Cambridge Philos. Soc. 1927 23 542 548
12. E. Fermi Rend. Accad. Naz. Lincei 1927 6 602 607
13. W. Kohn L. J. Sham Phys. Rev. 1965 140 A1133
14. J. P. Perdew and K. Schmidt, AIP Conference Proceedings, AIP Publishing, 2001, vol. 577, pp. 1-20
15. J. P. Perdew Y. Wang Phys. Rev. B: Condens. Matter 1992 45 13244 13249
16. J. P. Perdew K. Burke M. Ernzerhof Phys. Rev. Lett. 1996 77 3865 3868
17. B. Hammer L. B. Hansen J. K. Nørskov Phys. Rev. B: Condens. Matter 1999 59 7413 7421
18. C. D. Sherrill J. Chem. Phys. 2010 132 110902
19. M. Dion H. Rydberg E. Schröder D. C. Langreth B. I. Lundqvist Phys. Rev. Lett. 2004 92 246401
20. J. Wellendorff K. T. Lundgaard A. Møgelhøj V. Petzold D. D. Landis J. K. Nørskov T. Bligaard K. W. Jacobsen Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2012 85 235149
21. J. Lüder B. Sanyal O. Eriksson C. Puglia B. Brena Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2014 89 045416
22. K. Yang J. Zheng Y. Zhao D. G. Truhlar J. Chem. Phys. 2010 132 164117
23. I. V. Yudanov A. Genest N. Rösch J. Cluster Sci. 2011 22 433 448
24. Y. Chen H. Wang R. Burch C. Hardacre P. Hu Faraday Discuss. 2011 152 121 133
25. W. Song E. J. M. Hensen Catal. Sci. Technol. 2013 3 3020 3029
26. D. S. Sholl and J. A. Steckel, Density Functional Theory: A Practical Introduction, Wiley, New Jersey, 2009, p. 144
27. G. Henkelman B. P. Uberuaga H. Jónsson J. Chem. Phys. 2000 113 9901 9904
28. G. Henkelman H. Jónsson J. Chem. Phys. 1999 111 7010 7022
29. R. A. van Santen M. Neurock S. G. Shetty Chem. Rev. 2010 110 2005 2048
30. M. Mavrikakis B. Hammer J. K. Nørskov Phys. Rev. Lett. 1998 81 2819 2822
31. A. J. Medford A. C. Lausche F. Abild-Pedersen B. Temel N. C. Schjødt J. K. Nørskov F. Studt Top. Catal. 2014 57 135 142
32. C.-R. Chang Z.-J. Zhao K. Köhler A. Genest J. Li N. Rösch Catal. Sci. Technol. 2012 2 2238 2248
33. A. A. Gokhale S. Kandoi J. P. Greeley M. Mavrikakis J. A. Dumesic Chem. Eng. Sci. 2004 59 4679 4691
34. C. T. Campbell L. Árnadóttir J. R. V. Sellers Z. Phys. Chem. 2013 227 1435 1454
35. K. Reuter M. Scheffler Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006 73 045433
36. Y. Xu A. C. Lausche S. Wang T. S. Khan F. Abild-Pedersen F. Studt J. K. Nørskov T. Bligaard New J. Phys. 2013 15 125021
37. P. Kratzer B. Hammer J. K. Nørskov J. Chem. Phys. 1996 105 5595 5604
38. J. R. Rostrup-Nielsen, Catalysis Science and Technology, ed. J. R. Anderson, and, M. Boudart, Springer, Berlin, 1984, vol. 5
39. M. S. Aw M. Zorko I. G. Osojnik Črnivec A. Pintar Ind. Eng. Chem. Res. 2015 54 3775 3787
40. H. Liu R. Yan R. Zhang B. Wang K. Xie J. Nat. Gas Chem. 2011 20 611 617
41. J. E. Mueller Adri C. T. van Duin W. A. Goddard III J. Phys. Chem. C 2009 113 20290 20306
42. Y.-A. Zhu D. Chen X.-G. Zhou W.-K. Yuan Catal. Today 2009 148 260 267
43. C. Fan Y.-A. Zhu Y. Xu Y. Zhou X.-G. Zhou D. Chen J. Chem. Phys. 2012 137 014703
44. R. M. Watwe H. S. Bengaard J. R. Rostrup-Nielsen J. A. Dumesic J. K. Nørskov J. Catal. 2000 189 16 30
45. Z. Zuo W. Huang P. Han Z. Li Appl. Surf. Sci. 2010 256 5929 5934
46. J. Li E. Croiset L. Ricardez-Sandoval J. Mol. Catal. A: Chem. 2012 365 103 114
47. S. Yuan L. Meng J. Wang J. Phys. Chem. C 2013 117 14796 14803
48. G. Gajewski C.-W. Pao J. Chem. Phys. 2011 135 064707
49. N. M. Galea D. Knapp T. Ziegler J. Catal. 2007 247 20 33
50. W. Zhang P. Wu Z. Li J. Yang J. Phys. Chem. C 2011 115 17782 17787
51. B. Wang L. Song R. Zhang Appl. Surf. Sci. 2012 258 3714 3722
52. P. W. van Grootel R. A. van Santen E. J. M. Hensen J. Phys. Chem. C 2011 115 13027 13034
53. A. Kokalj N. Bonini S. de Gironcoli C. Sbraccia G. Fratesi S. Baroni J. Am. Chem. Soc. 2006 128 12448 12454
54. B. S. Bunnik G. J. Kramer J. Catal. 2006 242 309 318
55. Z.-P. Liu P. Hu J. Am. Chem. Soc. 2003 125 1958 1967
56. Q. Qi X. Wang L. Chen B. Li Appl. Surf. Sci. 2013 284 784 791
57. G. Henkelman H. Jónsson Phys. Rev. Lett. 2001 86 664 667
58. Y. Chen D. G. Vlachos J. Phys. Chem. C 2010 114 4973 4982
59. F. Viñes Y. Lykhach T. Staudt M. P. A. Lorenz C. Papp H.-P. Steinrück J. Libuda K. M. Neyman A. Görling Chem.-Eur. J. 2010 16 6530 6539
60. Z. Jiang L. Li J. Xu T. Fang Appl. Surf. Sci. 2013 286 115 120
61. I. M. Ciobîcə F. Frechard R. A. van Santen A. W. Kleyn J. Hafner J. Phys. Chem. B 2000 104 3364 3369
62. A. Nilsson and L. G. M. Pettersson, Chemical Bonding at Surfaces and Interfaces, ed., A. Nilsson, L. G. M. Pettersson, and, J. K. Nørskov, Elsevier, Amsterdam, 2008
63. B. Hammer and J. K. Nørskov, Advances in Catalysis, ed., H. K. Bruce, and, C. Gates, Academic Press, 2000, vol. 45, p. 99
64. R. A. van Santen, Theoretical Heterogeneous Catalysis, World Scientific, Singapore, 1991
65. K. Li C. He M. Jiao Y. Wang J. Liu Z. Wu J. Phys. Chem. C 2014 118 17662 17669
66. H. S. Bengaard J. K. Nørskov J. Sehested B. S. Clausen L. P. Nielsen A. M. Molenbroek J. R. Rostrup-Nielsen J. Catal. 2002 209 365 384
67. M. B. Hugenschmidt P. Dolle J. Jupille A. Cassuto J. Vac. Sci. Technol., A 1989 7 3312 3316
68. H. Steininger H. Ibach S. Lehwald Surf. Sci. 1982 117 685 698
69. R. J. Koestner M. A. van Hove G. A. Somorjai Surf. Sci. 1982 121 321 337
70. L. L. Kesmodel J. A. Gates Surf. Sci. 1981 111 L747 L754
71. T. Marinova K. L. Kostov Surf. Sci. 1987 181 573 585
72. M. M. Hills J. E. Parmeter C. B. Mullins W. H. Weinberg J. Am. Chem. Soc. 1986 108 3554 3562
73. F. Zaera C. R. French J. Am. Chem. Soc. 1999 121 2236 2243
74. Z.-J. Zhao L. V. Moskaleva H. A. Aleksandrov D. Başaran N. Rösch J. Phys. Chem. C 2010 114 12190 12201
75. A. T. Anghel D. J. Wales S. J. Jenkins D. A. King J. Chem. Phys. 2007 126 044710
76. J. Andersin N. Lopez K. Honkala J. Phys. Chem. C 2009 113 8278 8286
77. M. Li W. Guo R. Jiang L. Zhao X. Lu H. Zhu D. Fu H. Shan J. Phys. Chem. C 2010 114 8440 8448
78. J. M. H. Lo T. Ziegler J. Phys. Chem. C 2007 111 13149 13162
79. H. A. Aleksandrov L. V. Moskaleva Z.-J. Zhao D. Basaran Z.-X. Chen D. Mei N. Rösch J. Catal. 2012 285 187 195
80. P. Cremer C. Stanners J. W. Niemantsverdriet Y. R. Shen G. Somorjai Surf. Sci. 1995 328 111 118
81. R. Deng E. Herceg M. Trenary Surf. Sci. 2004 560 L195 L201
82. Z.-J. Zhao J. P. Greeley Surf. Sci. 2015 10.1016/j.susc.2015.01.022
83. L. V. Moskaleva H. A. Aleksandrov D. Basaran Z.-J. Zhao N. Rösch J. Phys. Chem. C 2009 113 15373 15379
84. L. V. Moskaleva Z.-X. Chen H. A. Aleksandrov A. B. Mohammed Q. Sun N. Rösch J. Phys. Chem. C 2009 113 2512 2520
85. D. Basaran H. A. Aleksandrov Z.-X. Chen Z.-J. Zhao N. Rösch J. Mol. Catal. A: Chem. 2011 344 37 46
86. B. Wang X. Ma M. Caffio R. Schaub W.-X. Li Nano Lett. 2011 11 424 430
87. J. J. W. Harris V. Fiorin C. T. Campbell D. A. King J. Phys. Chem. B 2005 109 4069 4075
88. Z.-X. Chen H. A. Aleksandrov D. Basaran N. Rösch J. Phys. Chem. C 2010 114 17683 17692
89. H. Gabasch K. Hayek B. Klötzer A. Knop-Gericke R. Schlögl J. Phys. Chem. B 2006 110 4947 4952
90. R. T. Vang K. Honkala S. Dahl E. K. Vestergaard J. Schnadt E. Lægsgaard B. S. Clausen J. K. Nørskov F. Besenbacher Surf. Sci. 2006 600 66 77
91. M.-L. Yang Y.-A. Zhu C. Fan Z.-J. Sui D. Chen X.-G. Zhou J. Mol. Catal. A: Chem. 2010 321 42 49
92. M.-L. Yang Y.-A. Zhu C. Fan Z.-J. Sui D. Chen X.-G. Zhou Phys. Chem. Chem. Phys. 2011 13 3257 3267
93. M.-L. Yang J. Zhu Y.-A. Zhu Z.-J. Sui Y.-D. Yu X.-G. Zhou D. Chen J. Mol. Catal. A: Chem. 2014 395 329 336
94. C. Chiu A. Genest N. Rösch ChemCatChem 2013 5 3299 3308
95. Z.-J. Zhao L. V. Moskaleva N. Rösch J. Catal. 2012 285 124 133
96. Z.-J. Zhao L. V. Moskaleva N. Rösch J. Catal. 2013 299 146 149
97. Z.-J. Zhao L. V. Moskaleva N. Rösch ACS Catal. 2013 3 196 205
98. W. An X. C. Zeng C. H. Turner J. Chem. Phys. 2009 131 174702
99. K. Li Z. Zhou Y. Wang Z. Wu Surf. Sci. 2013 612 63 68
100. H. Liu R. Zhang R. Yan J. Li B. Wang K. Xie Appl. Surf. Sci. 2012 258 8177 8184
101. H. Liu R. Zhang R. Yan B. Wang K. Xie Appl. Surf. Sci. 2011 257 8955 8964
102. Z. Han S. Li F. Jiang T. Wang X. Ma J. Gong Nanoscale 2014 6 10000 10008
103. Y. Zhang Y. Zhou J. Shi S. Zhou X. Sheng Z. Zhang S. Xiang J. Mol. Catal. A: Chem. 2014 381 138 147
104. M.-L. Yang Y.-A. Zhu X.-G. Zhou Z.-J. Sui D. Chen ACS Catal. 2012 2 1247 1258
105. L. Nykänen K. Honkala J. Phys. Chem. C 2011 115 9578 9586
106. L. Nykänen K. Honkala ACS Catal. 2013 3 3026 3030
107. I. V. Yudanov M. Metzner A. Genest N. Rösch J. Phys. Chem. C 2008 112 20269 20275
108. S. Vajda M. J. Pellin J. P. Greeley C. L. Marshall L. A. Curtiss G. A. Ballentine J. W. Elam S. Catillon-Mucherie P. C. Redfern F. Mehmood P. Zapol Nat. Mater. 2009 8 213 216
109. C. A. Carrero R. Schloegl I. E. Wachs R. Schomaecker ACS Catal. 2014 4 3357 3380
110. H. Fu Z.-P. Liu Z.-H. Li W.-N. Wang K.-N. Fan J. Am. Chem. Soc. 2006 128 11114 11123
111. K. Tarama S. Yoshida S. Ishida H. Kakioka Bull. Chem. Soc. Jpn. 1968 41 2840 2845
112. J. G. Eon R. Olier J. C. Volta J. Catal. 1994 145 318 326
113. G.-L. Dai Z.-P. Liu W.-N. Wang J. Lu K.-N. Fan J. Phys. Chem. C 2008 112 3719 3725
114. M. D. Argyle K. Chen A. T. Bell E. Iglesia J. Catal. 2002 208 139 149
115. P. Michorczyk J. Ogonowski React. Kinet. Catal. Lett. 2003 78 41 47
116. Y. Liu Z. H. Li J. Lu K.-N. Fan J. Phys. Chem. C 2008 112 20382 20392
117. N. Rahimi R. Karimzadeh Appl. Catal., A 2011 398 1 17
118. E. A. Pidko V. B. Kazansky E. J. M. Hensen R. A. van Santen J. Catal. 2006 240 73 84
119. C. Chiu G. N. Vayssilov A. Genest A. Borgna N. Rösch J. Comput. Chem. 2014 35 809 819
120. E. A. Pidko E. J. M. Hensen R. A. van Santen J. Phys. Chem. C 2007 111 13068 13075
121. E. A. Pidko R. A. van Santen J. Phys. Chem. C 2007 111 2643 2655
122. Y. V. Joshi K. T. Thomson Catal. Today 2005 105 106 121
123. Y. V. Joshi K. T. Thomson J. Catal. 2007 246 249 265
124. S. Wannakao C. Warakulwit K. Kongpatpanich M. Probst J. Limtrakul ACS Catal. 2012 2 986 992
125. X.-F. Yang A. Wang B. Qiao J. Li J. Liu T. Zhang Acc. Chem. Res. 2013 46 1740 1748
126. X. Guo G. Fang G. Li H. Ma H. Fan L. Yu C. Ma X. Wu D. Deng M. Wei D. Tan R. Si S. Zhang J. Li L. Sun Z. Tang X. Pan X. Bao Science 2014 344 616 619
127. N. M. Schweitzer B. Hu U. Das H. Kim J. Greeley L. A. Curtiss P. C. Stair J. T. Miller A. S. Hock ACS Catal. 2014 4 1091 1098
128. J. Xu M. Saeys J. Catal. 2006 242 217 226
129. J. R. Rostrupnielsen J. H. B. Hansen J. Catal. 1993 144 38 49
130. F. Abild-Pedersen J. K. Nørskov J. R. Rostrup-Nielsen J. Sehested S. Helveg Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2006 73 115419
131. J. Xu M. Saeys J. Phys. Chem. C 2009 113 4099 4106
132. Z. Wang X.-M. Cao J. Zhu P. Hu J. Catal. 2014 311 469 480
133. R. C. Catapan A. A. M. Oliveira Y. Chen D. G. Vlachos J. Phys. Chem. C 2012 116 20281 20291
134. F. Besenbacher I. Chorkendorff B. S. Clausen B. Hammer A. M. Molenbroek J. K. Nørskov I. Stensgaard Science 1998 279 1913 1915
135. E. Nikolla A. Holewinski J. Schwank S. Linic J. Am. Chem. Soc. 2006 128 11354 11355
136. E. Nikolla J. Schwank S. Linic J. Catal. 2007 250 85 93
137. J. Xu L. Chen K. F. Tan A. Borgna M. Saeys J. Catal. 2009 261 158 165
138. J. Xu M. Saeys Chem. Eng. Sci. 2007 62 5039 5041
139. K. Fei Tan J. Xu J. Chang A. Borgna M. Saeys J. Catal. 2010 274 121 129
140. M. Saeys K. F. Tan J. Chang A. Borgna Ind. Eng. Chem. Res. 2010 49 11098 11100
141. I. V. Yudanov A. V. Matveev K. M. Neyman N. Rösch J. Am. Chem. Soc. 2008 130 9342 9352
142. S. Schauermann J. Hoffmann V. Johánek J. Hartmann J. Libuda H.-J. Freund Angew. Chem., Int. Ed. 2002 41 2532 2535
143. P. Paybaud C. Chizallet C. Mager-Maury M. Digne H. Toulhoat P. Sautet J. Catal. 2013 308 328 340
144. S. B. Vendelbo M. Johansson D. J. Mowbray M. P. Andersson F. Abild-Pedersen J. H. Nielsen J. K. Nørskov I. Chorkendorff Top. Catal. 2010 53 357 364