Role of Metal-Support Interactions, Particle Size, and Metal-Metal Synergy in CuNi Nanocatalysts for H2 Generation

ACS Catalysis

Volumn 5, Issue 9, 2015, Pages 5505-5511

  Yen, Hoang ^a   Seo, Yongbeom ^b   Kaliaguine, Serge ^a   Kleitz, Freddy ^a  

^a UNIVERSITÉ LAVAL   (Canada)

^b Institute for Basic Science   (South Korea)

Author keywords

ammonia borane; bimetallic CuNi; hydrogen generation; mesoporous nanospheres; nanocatalysts; nanoporous carbon; synergistic effect

Indexed keywords

ALKALINITY; AMMONIA; BINARY ALLOYS; CARBON; COPPER ALLOYS; HYDROGEN PRODUCTION; MESOPOROUS MATERIALS; NANOCATALYSTS; NANOSPHERES; PARTICLE SIZE; PARTICLES (PARTICULATE MATTER); SILICA; SILICON ALLOYS;

AMMONIA BORANE; BIMETALLIC CUNI; HYDROGEN GENERATIONS; MESOPOROUS NANOSPHERES; NANOPOROUS CARBONS; SYNERGISTIC EFFECT;

METALS;

EID: 84941046490     PISSN: None     EISSN: 21555435     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acscatal.5b00869     Document Type: Article

References (70)

1. Studt, F.; Abild-Pedersen, F.; Bligaard, T.; Sorensen, R. Z.; Christensen, C. H.; Norskov, J. K. Science 2008, 320, 1320-1322 10.1126/science.1156660
2. Huber, G. W.; Shabaker, J. W.; Dumesic, J. A. Science 2003, 300, 2075-2077 10.1126/science.1085597
3. Ferrando, R.; Jellinek, J.; Johnston, R. L. Chem. Rev. 2008, 108, 845-910 10.1021/cr040090g
4. Alonso, D. M.; Wettstein, S. G.; Dumesic, J. A. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 8075-8098 10.1039/c2cs35188a
5. Park, J. Y.; Zhang, Y.; Grass, M.; Zhang, T.; Somorjai, G. A. Nano Lett. 2008, 8, 673-677 10.1021/nl073195i
6. Norskov, J. K.; Bligaard, T.; Rossmeisl, J.; Christensen, C. H. Nat. Chem. 2009, 1, 37-46 10.1038/nchem.121
7. Kim, D.; Resasco, J.; Yu, Y.; Asiri, A. M.; Yang, P. Nat. Commun. 2014, 5, 4948 10.1038/ncomms5948
8. Enache, D. I.; Edwards, J. K.; Landon, P.; Solsona-Espriu, B.; Carley, A. F.; Herzing, A. A.; Watanabe, M.; Kiely, C. J.; Knight, D. W.; Hutchings, G. J. Science 2006, 311, 362-365
9. Kaden, W. E.; Wu, T.; Kunkel, W. A.; Anderson, S. L. Science 2009, 326, 826-829 10.1126/science.1180297
10. Nilsson, A.; Pettersson, L. G. M.; Norskov, J. K.; Chemical bonding at surfaces and interfaces; Elsevier: Netherlands, 2008.
11. Prieto, G.; Beijer, S.; Smith, M. L.; He, M.; Au, Y.; Wang, Z.; Bruce, D. A.; de Jong, K. P.; Spivey, J. J.; de Jongh, P. E. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 6397-6401 10.1002/anie.201402680
12. Acerbi, N.; Tsang, S. C. E.; Jones, G.; Golunski, S.; Collier, P. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 7737-7741 10.1002/anie.201300130
13. Kobayashi, H.; Yamauchi, M.; Kitagawa, H.; Kubota, Y.; Kato, K.; Takata, M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5576-5577 10.1021/ja1013163
14. Campbell, C. T. Nat. Chem. 2012, 4, 597-598 10.1038/nchem.1412
15. Bruix, A.; Rodriguez, J. A.; Ramirez, P. J.; Senanayake, S. D.; Evans, J.; Park, J. B.; Stacchiola, D.; Liu, P.; Hrbek, J.; Illas, F. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8968-8974 10.1021/ja302070k
16. Van Santen, R. A. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 57-66 10.1021/ar800022m
17. Wang, H.; Sapi, A.; Thompson, C. M.; Liu, F.; Zherebetskyy, D.; Krier, J. M.; Carl, L. M.; Cai, X.; Wang, L.-W.; Somorjai, G. A. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10515-10520 10.1021/ja505641r
18. Boudart, M.; Djega-Mariadassou, G.; Kinetics of heterogeneous catalytic reactions; Princeton University Press: Princeton, NJ, 1984.
19. Shi, J. Chem. Rev. 2013, 113, 2139-2181 10.1021/cr3002752
20. Campbell, C. T. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1712-1719 s 10.1021/ar3003514
21. An, K.; Alayoglu, S.; Musselwhite, N.; Plamthottam, S.; Melaet, G.; Lindeman, A. E.; Somorjai, G. A. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16689-16696 10.1021/ja4088743
22. Hu, P.; Huang, Z.; Amghouz, Z.; Makkee, M.; Xu, F.; Kapteijn, F.; Dikhtiarenko, A.; Chen, Y.; Gu, X.; Tang, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 3418-3421 10.1002/anie.201309248
23. Kozlov, S. M.; Neyman, K. M. Top. Catal. 2013, 56, 867-873 10.1007/s11244-013-0050-1
24. Zhu, X.; Cho, H.-R.; Pasupong, M.; Regalbuto, J. R. ACS Catal. 2013, 3, 625-630 10.1021/cs3008347
25. Farmer, J. A.; Campbell, C. T. Science 2010, 329, 933-936 10.1126/science.1191778
26. Yeung, C. M. Y.; Yu, K. M. K.; Fu, Q. J.; Thompsett, D.; Petch, M. I.; Tsang, S. C. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 18010-18011 10.1021/ja056102c
27. Munnik, P.; de Jongh, P. E.; de Jong, K. P. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 7333-7340 10.1021/ja500436y
28. Che, M. In Advances in Catalysis; Eley, D. D.; Pines, H.; Weisz, P. B., Eds.; Elsevier: Amsterdam, 1989; Vol. 36, pp 55-172.
29. Schlapbach, L.; Zuttel, A. Nature 2001, 414, 353-358 10.1038/35104634
30. Stephens, F. H.; Pons, V.; Baker, R. T. Dalton Trans. 2007, 25, 2613-2626 10.1039/b703053c
31. Yang, J.; Sudik, A.; Wolverton, C.; Siegel, D. J. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 656-675 10.1039/B802882F
32. Sanyal, U.; Demirci, U. B.; Jagirdar, B. R.; Miele, P. ChemSusChem 2011, 4, 1731-1739 10.1002/cssc.201100318
33. Yadav, M.; Xu, Q. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 9698-9725 10.1039/c2ee22937d
34. Singh, S. K.; Xu, Q. Catal. Sci. Technol. 2013, 3, 1889-1900 10.1039/c3cy00101f
35. Sun, D.; Mazumder, V.; Metin, O.; Sun, S. ACS Nano 2011, 5, 6458-6464 10.1021/nn2016666
36. Zhu, Q.-L.; Li, J.; Xu, Q. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10210-10213 10.1021/ja403330m
37. Singh, S. K.; Singh, A. K.; Aranishi, K.; Xu, Q. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19638-19641 10.1021/ja208475y
38. Hu, J.; Chen, Z.; Li, M.; Zhou, X.; Lu, H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 13191-13200 10.1021/am503037k
39. Singh, S. K.; Xu, Q. Inorg. Chem. 2010, 49, 6148-6152 10.1021/ic1007654
40. Chen, G.; Desinan, S.; Rosei, R.; Rosei, F.; Ma, D. Chem. Commun. 2012, 48, 8009-8011 10.1039/c2cc33396a
41. Yamada, Y.; Yano, K.; Fukuzumi, S. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5356-5363 10.1039/C1EE02639A
42. Manukyan, K. V.; Cross, A.; Rouvimov, S.; Miller, J.; Mukasyan, A. S.; Wolf, E. E. Appl. Catal., A 2014, 476, 47-53 10.1016/j.apcata.2014.02.012
43. Yen, H.; Kleitz, F. J. Mater. Chem. A 2013, 1, 14790-14796 10.1039/c3ta13681g
44. Yan, J.-M.; Wang, Z.-L.; Wang, H.-L.; Jiang, Q. J. Mater. Chem. 2012, 22, 10990-10993 10.1039/c2jm31042b
45. Yamada, Y.; Yano, K.; Xu, Q.; Fukuzumi, S. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 16456-16462 10.1021/jp104291s
46. Kaya, M.; Zahmakiran, M.; Ozkar, S.; Volkan, M. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 3866-3873 10.1021/am3005994
47. He, L.; Huang, Y.; Wang, A.; Wang, X.; Chen, X.; Delgado, J. J.; Zhang, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 6191-6194 10.1002/anie.201201737
48. Wang, S.; Zhang, D.; Ma, Y.; Zhang, H.; Gao, J.; Nie, Y.; Sun, X. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 12429-12435 10.1021/am502335j
49. Xu, Q.; Chandra, M. J. Alloys Compd. 2007, 446-447, 729-732 10.1016/j.jallcom.2007.01.040
50. Can, H.; Metin, O. Appl. Catal., B 2012, 125, 304-310 10.1016/j.apcatb.2012.05.048
51. Yan, J.-M.; Zhang, X.-B.; Akita, T.; Haruta, M.; Xu, Q. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5326-5327 10.1021/ja910513h
52. Metin, O.; Mazumder, V.; Ozkar, S.; Sun, S. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1468-1469 10.1021/ja909243z
53. Li, P.-Z.; Aijaz, A.; Xu, Q. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 6753-6756 10.1002/anie.201202055
54. Yan, J.-M.; Zhang, X.-B.; Han, S.; Shioyama, H.; Xu, Q. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 2287-2289 10.1002/anie.200704943
55. Cao, C.-Y.; Chen, C.-Q.; Li, W.; Song, W.-G.; Cai, W. ChemSusChem 2010, 3, 1241-1244 10.1002/cssc.201000229
56. Zahmakiran, M.; Durap, F.; Özkar, S. Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, 187-197 10.1016/j.ijhydene.2009.10.055
57. Chandra, M.; Xu, Q. J. Power Sources 2006, 156, 190-194 10.1016/j.jpowsour.2005.05.043
58. Chandra, M.; Xu, Q. J. Power Sources 2007, 168, 135-142 10.1016/j.jpowsour.2007.03.015
59. Wu, C.-T.; Qu, J.; Elliott, J.; Yu, K. M. K.; Tsang, S. C. E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 9043-9050 10.1039/c3cp51619a
60. Studt, F.; Abild-Pedersen, F.; Wu, Q.; Jensen, A. D.; Temel, B.; Grunwaldt, J.-D.; Norskov, J. K. J. Catal. 2012, 293, 51-60 10.1016/j.jcat.2012.06.004
61. Lin, J.-H.; Guliants, V. V. ChemCatChem 2012, 4, 1611-1621 10.1002/cctc.201100435
62. Chen, L.-C.; Lin, S. D. Appl. Catal., B 2011, 106, 639-649 10.1016/j.apcatb.2011.06.028
63. Lin, J.-H.; Biswas, P.; Guliants, V. V.; Misture, S. Appl. Catal., A 2010, 387, 87-94 10.1016/j.apcata.2010.08.003
64. Naghash, A. R.; Etsell, T. H.; Xu, S. Chem. Mater. 2006, 18, 2480-2488 10.1021/cm051910o
65. Gan, L.-Y.; Tian, R.-Y.; Yang, X.-B.; Lu, H.-D.; Zhao, Y.-J. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 745-752 10.1021/jp208119x
66. Kaneda, M.; Tsubakiyama, T.; Carlsson, A.; Sakamoto, Y.; Ohsuna, T.; Terasaki, O.; Joo, S. H.; Ryoo, R. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 1256-1266 10.1021/jp0131875
67. Shin, H. J.; Ryoo, R.; Liu, Z.; Terasaki, O. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1246-1247 10.1021/ja003461t
68. Kim, T.-W.; Chung, P.-W.; Lin, V. S. Y. Chem. Mater. 2010, 22, 5093-5104 10.1021/cm1017344
69. Ertl, G.; Knözinger, H.; Schüth, F.; Weitkamp, J. Handbook of Heterogeneous Catalysis, Vol. 1; Wiley: Berlin, 2008.
70. Yin, A.; Wen, C.; Guo, X.; Dai, W.-L.; Fan, K. J. Catal. 2011, 280, 77-88 10.1016/j.jcat.2011.03.006