Strong Local Coordination Structure Effects on Subnanometer PtOx Clusters over CeO2 Nanowires Probed by Low-Temperature CO Oxidation

ACS Catalysis

Volumn 5, Issue 9, 2015, Pages 5164-5173

  Ke, Jun ^a   Zhu, Wei ^a   Jiang, Yingying ^c   Si, Rui ^d   Wang, Yan Jie ^a   Li, Shuai Chen ^a   Jin, Chuanhong ^c   Liu, Haichao ^b   Song, Wei Guo ^e   Yan, Chun Hua ^a   Zhang, Ya Wen ^a  

^a PEKING UNIVERSITY   (China)

^b PEKING UNIVERSITY   (China)

^c ZHEJIANG UNIVERSITY   (China)

^d SHANGHAI INSTITUTE OF APPLIED PHYSICS   (China)

^e INSTITUTE OF CHEMISTRY   (China)

Author keywords

CeO2 nanowires; CO oxidation; in situ spectra; local coordination structure; PtOx clusters

Indexed keywords

CATALYST ACTIVITY; CATALYTIC OXIDATION; CERIUM OXIDE; COORDINATION REACTIONS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; NANOWIRES; OXIDATION; OXYGEN; TEMPERATURE;

CO OXIDATION; COORDINATION STRUCTURES; DENSITY FUNCTIONAL THEORY SIMULATIONS; INTERFACIAL INTERACTION; LOCAL COORDINATION STRUCTURES; LOW-TEMPERATURE CO OXIDATION; PTOX CLUSTERS; SUPPORTED-METAL CATALYSTS;

PLATINUM;

EID: 84941068106     PISSN: None     EISSN: 21555435     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acscatal.5b00832     Document Type: Article

References (68)

1. Yang, M.; Liu, J.; S, L.; Zugic, B.; Huang, J.; Allard, L. F.; Flytzani-Stephanopoulos, M. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 3470-3473 10.1021/ja513292k
2. Peterson, E. J.; Delariva, A. T.; Lin, S.; Johnson, R. S.; Guo, H.; Miller, J. T.; Kwak, J. H.; Peden, C. H. F.; Kiefer, B.; Allard, L. F.; Ribeiro, F. H.; Datye, A. K. Nat. Commun. 2014, 5, 4885 10.1038/ncomms5885
3. Flytzani-Stephanopoulos, M.; Gates, B. C. Annu. Rev. Chem. Biomol. Eng. 2012, 3, 545-574 10.1146/annurev-chembioeng-062011-080939
4. Song, H. Acc. Chem. Res. 2015, 48, 491-499 10.1021/ar500411s
5. Bhan, A.; Iglesia, E. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 559-567 10.1021/ar700181t
6. Ke, J.; Xiao, J. W.; Zhu, W.; Liu, H. C.; Si, R.; Zhang, Y. W.; Yan, C. H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 15191-15200 10.1021/ja407616p
7. Bruix, A.; Lykhach, Y.; Matolinova, I.; Neitzel, A.; Skala, T.; Tsud, N.; Vorokhta, M.; Stetsovych, V.; Sevcikova, K.; Myslivecek, J.; Fiala, R.; Vaclavu, M.; Prince, K. C.; Bruyere, S.; Potin, V.; Illas, F.; Matolin, V.; Libuda, J.; Neyman, K. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 10525-10530 10.1002/anie.201402342
8. Yu, W. T.; Porosoff, M. D.; Chen, J. G. G. Chem. Rev. 2012, 112, 5780-5817 10.1021/cr300096b
9. Ertl, G.; Knözinger, H.; Schüth, F.; Weitkamp, J. Handbook of Heterogeneous Catalysis, 2 nd ed.; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2008; pp 81-119.
10. Yam, V. W. W. Nat. Chem. 2010, 2, 791-791 10.1038/nchem.843
11. Qiao, B. T.; Wang, A. Q.; Yang, X. F.; Allard, L. F.; Jiang, Z.; Cui, Y. T.; Liu, J. Y.; Li, J.; Zhang, T. Nat. Chem. 2011, 3, 634-641 10.1038/nchem.1095
12. Qiao, B. T.; Wang, A. Q.; Li, L.; Lin, Q. Q.; Wei, H. S.; Liu, J. Y.; Zhang, T. ACS Catal. 2014, 4, 2113-2117 10.1021/cs500501u
13. Lee, S.; Fan, C.; Wu, T.; Anderson, S. L. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5682-5683 10.1021/ja049436v
14. Wei, H. S.; Liu, X. Y.; Wang, A. Q.; Zhang, L. L.; Qiao, B. T.; Yang, X. F.; Huang, Y. Q.; Miao, S.; Liu, J. Y.; Zhang, T. Nat. Commun. 2014, 5, 5634 10.1038/ncomms6634
15. Kistler, J. D.; Chotigkrai, N.; Xu, P. H.; Enderle, B.; Praserthdam, P.; Chen, C. Y.; Browning, N. D.; Gates, B. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 8904-8907 10.1002/anie.201403353
16. Kuwauchi, Y.; Takeda, S.; Yoshida, H.; Sun, K.; Haruta, M.; Kohno, H. Nano Lett. 2013, 13, 3073-3077 10.1021/nl400919c
17. Ta, N.; Liu, J. J.; Chenna, S.; Crozier, P. A.; Li, Y.; Chen, A.; Shen, W. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20585-20588 10.1021/ja310341j
18. Vayssilov, G. N.; Lykhach, Y.; Migani, A.; Staudt, T.; Petrova, G. P.; Tsud, N.; Skala, T.; Bruix, A.; Illas, F.; Prince, K. C.; Matolin, V.; Neyman, K. M.; Libuda, J. Nat. Mater. 2011, 10, 310-315 10.1038/nmat2976
19. Royer, S.; Duprez, D. ChemCatChem 2011, 3, 24-65 10.1002/cctc.201000378
20. Meng, L.; Jia, A.-P.; Lu, J.-Q.; Luo, L.-F.; Huang, W.-X.; Luo, M.-F. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 19789-19796 10.1021/jp2056688
21. Zhang, C.; Michaelides, A.; King, D. A.; Jenkins, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2175-2182 10.1021/ja906687f
22. Yoshida, H.; Nonoyama, S.; Yazawa, Y.; Hattori, T. Catal. Today 2010, 153, 156-161 10.1016/j.cattod.2010.02.012
23. Camellone, M. F.; Fabris, S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10473-10483 10.1021/ja902109k
24. Grass, M. E.; Zhang, Y.; Butcher, D. R.; Park, J. Y.; Li, Y.; Bluhm, H.; Bratlie, K. M.; Zhang, T.; Somorjai, G. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 8893-8896 10.1002/anie.200803574
25. Nagai, Y.; Hirabayashi, T.; Dohmae, K.; Takagi, N.; Minami, T.; Shinjoh, H.; Matsumoto, S. J. Catal. 2006, 242, 103-109 10.1016/j.jcat.2006.06.002
26. Kwak, J. H.; Hu, J.; Mei, D.; Yi, C. W.; Kim do, H.; Peden, C. H.; Allard, L. F.; Szanyi, J. Science 2009, 325, 1670-1673 10.1126/science.1176745
27. Yang, M.; Li, S.; Wang, Y.; Herron, J. A.; Xu, Y.; Allard, L. F.; Lee, S.; Huang, J.; Mavrikakis, M.; Flytzani-Stephanopoulos, M. Science 2014, 346, 1498-1501 10.1126/science.1260526
28. 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
29. Park, J. B.; Graciani, J.; Evans, J.; Stacchiola, D.; Ma, S.; Liu, P.; Nambu, A.; Sanz, J. F.; Hrbek, J.; Rodriguez, J. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009, 106, 4975-4980 10.1073/pnas.0812604106
30. Trovarelli, A. Catal. Rev.: Sci. Eng. 1996, 38, 439-520 10.1080/01614949608006464
31. Vivier, L.; Duprez, D. ChemSusChem 2010, 3, 654-678 10.1002/cssc.201000054
32. Glaspell, G.; Hassan, H. M. A.; Elzatahry, A.; Abdalsayed, V.; El-Shall, M. S. Top. Catal. 2008, 47, 22-31 10.1007/s11244-007-9036-1
33. Zhou, K. B.; Wang, X.; Sun, X. M.; Peng, Q.; Li, Y. D. J. Catal. 2005, 229, 206-212 10.1016/j.jcat.2004.11.004
34. Kim, H. Y.; Henkelman, G. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 216-221 10.1021/jz301778b
35. Wu, Z.; Li, M.; Overbury, S. H. J. Catal. 2012, 285, 61-73 10.1016/j.jcat.2011.09.011
36. Lee, Y.; He, G.; Akey, A. J.; Si, R.; Flytzani-Stephanopoulos, M.; Herman, I. P. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 12952-12955 10.1021/ja204479j
37. Guzman, J.; Carrettin, S.; Corma, A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 3286-3287 10.1021/ja043752s
38. Yamamoto, T.; Suzuki, A.; Nagai, Y.; Tanabe, T.; Dong, F.; Inada, Y.; Nomura, M.; Tada, M.; Iwasawa, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 9253-9256 10.1002/anie.200703085
39. Trovarelli, A. Catalysis by Ceria and Related Materials; Impreial College Press: London, 2002; pp 15-168.
40. Vayssilov, G. N.; Migani, A.; Neyman, K. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 16081-16086 10.1021/jp204222k
41. Polster, C. S.; Zhang, R.; Cyb, M. T.; Miller, J. T.; Baertsch, C. D. J. Catal. 2010, 273, 50-58 10.1016/j.jcat.2010.04.017
42. Hadjiivanov, K. I.; Vayssilov, G. N. Adv. Catal. 2002, 47, 307-511 10.1016/S0360-0564(02)47008-3
43. Fu, Q.; Li, W. X.; Yao, Y. X.; Liu, H. Y.; Su, H. Y.; Ma, D.; Gu, X. K.; Chen, L. M.; Wang, Z.; Zhang, H.; Wang, B.; Bao, X. H. Science 2010, 328, 1141-1144 10.1126/science.1188267
44. Yoon, K.; Yang, Y.; Lu, P.; Wan, D.; Peng, H. C.; Stamm Masias, K.; Fanson, P. T.; Campbell, C. T.; Xia, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 9543-9546 10.1002/anie.201203755
45. Cargnello, M.; Doan-Nguyen, V. V.; Gordon, T. R.; Diaz, R. E.; Stach, E. A.; Gorte, R. J.; Fornasiero, P.; Murray, C. B. Science 2013, 341, 771-773 10.1126/science.1240148
46. Gao, Y.; Wang, W.; Chang, S.; Huang, W. ChemCatChem 2013, 5, 3610-3620 10.1002/cctc.201300709
47. Lin, F.; Hoang, D. T.; Tsung, C.-K.; Huang, W.; Lo, S. H.-Y.; Wood, J. B.; Wang, H.; Tang, J.; Yang, P. Nano Res. 2011, 4, 61-71 10.1007/s12274-010-0042-4
48. Singhania, N.; Anumol, E. A.; Ravishankar, N.; Madras, G. Dalton Trans. 2013, 42, 15343-15354 10.1039/c3dt51364e
49. Liu, H.-H.; Wang, Y.; Jia, A.-P.; Wang, S.-Y.; Luo, M.-F.; Lu, J.-Q. Appl. Surf. Sci. 2014, 314, 725-734 10.1016/j.apsusc.2014.06.196
50. Nolan, M. J. Chem. Phys. 2012, 136, 134703 10.1063/1.3697485
51. Nolan, M.; Parker, S. C.; Watson, G. W. Surf. Sci. 2005, 595, 223-232 10.1016/j.susc.2005.08.015
52. Castleton, C. W.; Kullgren, J.; Hermansson, K. J. Chem. Phys. 2007, 127, 244704 10.1063/1.2800015
53. Alexeev, O. S.; Li, F.; Amiridis, M. D.; Gates, B. C. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 2338-2349 10.1021/jp048907x
54. Bunluesin, T.; Putna, E. S.; Gorte, R. J. Catal. Lett. 1996, 41, 1-5 10.1007/BF00811703
55. Zafiris, G. S.; Gorte, R. J. J. Catal. 1993, 143, 86-91 10.1006/jcat.1993.1255
56. Yao, H. C.; Yao, Y. F. Y. J. Catal. 1984, 86, 254-265 10.1016/0021-9517(84)90371-3
57. Lin, W.; Herzing, A. A.; Kiely, C. J.; Wachs, I. E. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 5942-5951 10.1021/jp710591m
58. Daniel, D. W. J. Phys. Chem. 1988, 92, 3891-3899 10.1021/j100324a042
59. Carlsson, P.; Osterlund, L.; Thormahlen, P.; Palmqvist, A.; Fridell, E.; Jansson, J.; Skoglundh, M. J. Catal. 2004, 226, 422-434 10.1016/j.jcat.2004.06.009
60. Pozdnyakova, O.; Teschner, D.; Wootsch, A.; Krohnert, J.; Steinhauer, B.; Sauer, H.; Toth, L.; Jentoft, F.; Knopgericke, A.; Paal, Z. J. Catal. 2006, 237, 1-16 10.1016/j.jcat.2005.10.014
61. Bera, P.; Gayen, A.; Hegde, M. S.; Lalla, N. P.; Spadaro, L.; Frusteri, F.; Arena, F. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6122-6130 10.1021/jp022132f
62. Jin, T.; Zhou, Y.; Mains, G. J.; White, J. M. J. Phys. Chem. 1987, 91, 5931-5937 10.1021/j100307a023
63. Bazin, P.; Saur, O.; Lavalley, J. C.; Daturi, M.; Blanchard, G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2005, 7, 187-194 10.1039/b414159h
64. Martinez-Arias, A.; Coronado, J. M.; Cataluna, R.; Conesa, J. C.; Soria, J. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 4357-4365 10.1021/jp9805306
65. Perrichon, V. Appl. Catal., A 2004, 260, 1-8 10.1016/j.apcata.2003.09.031
66. Alexeev, O. S.; Chin, S. Y.; Engelhard, M. H.; Ortiz-Soto, L.; Amiridis, M. D. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 23430-23443 10.1021/jp054888v
67. Negreiros, F. R.; Fabris, S. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 21014-21020 10.1021/jp506404z
68. Hatanaka, M.; Takahashi, N.; Tanabe, T.; Nagai, Y.; Dohmae, K.; Aoki, Y.; Yoshida, T.; Shinjoh, H. Appl. Catal., B 2010, 99, 336-342 10.1016/j.apcatb.2010.07.003