Metal-Free Low-Temperature Water-Gas Shift Catalysis over Small, Hydroxylated Ceria Nanoparticles

ACS Catalysis

Volumn 5, Issue 11, 2015, Pages 6362-6369

  Huang, Xing ^a   Beck, Matthew J ^a,b  

^a UNIVERSITY OF KENTUCKY   (United States)

^b UNIVERSITY OF KENTUCKY   (United States)

Author keywords

associative mechanism; carboxyl; density functional theory; formate; hydroxylated ceria nanoparticles; low temperature water gas shift catalysis; metal free

Indexed keywords

CATALYSIS; CHEMICAL SHIFT; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; FUEL CELLS; HYDROXYLATION; METAL NANOPARTICLES; METALS; NANOPARTICLES; REACTION INTERMEDIATES; TEMPERATURE;

ASSOCIATIVE MECHANISMS; CARBOXYL; CERIA NANOPARTICLES; FORMATE; LOW-TEMPERATURE WATER-GAS SHIFT; METAL FREE;

WATER GAS SHIFT;

EID: 84946761283     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acscatal.5b01227     Document Type: Article

References (52)

1. Son, I. H.; Shamsuzzoha, M.; Lane, A. M. J. Catal. 2002, 210, 460-465 10.1006/jcat.2002.3707
2. Lemons, R. A. J. Power Sources 1990, 29, 251-264 10.1016/0378-7753(90)80024-8
3. Reddy, B. M.; Reddy, G. K.; Ganesh, J. M. F.; Ferreira, I. J. Mater. Sci. 2009, 44, 2743-2751 10.1007/s10853-009-3358-2
4. Zhang, R.; Haddadin, T.; Rubiano, D. P.; Nair, H.; Polster, C. S.; Baertsch, C. D. ACS Catal. 2011, 1, 519-525 10.1021/cs200037g
5. Gaudet, J. R.; de la Riva, A.; Peterson, E. J.; Bolin, T.; Datye, A. K. ACS Catal. 2013, 3, 846-855 10.1021/cs400024u
6. Cordatos, H.; Bunluesin, T.; Stubenrauch, J.; Vohs, J. M.; Gorte, R. J. J. Phys. Chem. 1996, 100, 785-789 10.1021/jp952050+
7. Bunluesin, T.; Gorte, R. J.; Graham, G. W. Appl. Catal.; B 1998, 15, 107-114 10.1016/S0926-3373(97)00040-4
8. Hilaire, S.; Wang, X.; Luo, T.; Gorte, R. T.; Wagner, J. P. Appl. Catal.; A 2001, 215, 271-278 10.1016/S0926-860X(01)00535-X
9. Fu, Q.; Saltsburg, H.; Flytzani-Stephanopoulos, M. Science 2003, 301, 935-938 10.1126/science.1085721
10. Shido, T.; Iwasawa, Y. J. Catal. 1993, 141, 71-81 10.1006/jcat.1993.1119
11. Rodríguez, J. A.; Evans, J.; Graciani, J.; Park, J. B.; Liu, P.; Hrbek, J.; Sanz, J. F. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 7364-7370 10.1021/jp900483u
12. Mendes, D.; Chibante, V.; Mendes, A.; Madeira, L. M. Ind. Eng. Chem. Res. 2010, 49, 11269-11279 10.1021/ie101137b
13. Liu, P. J. Chem. Phys. 2010, 133, 204705 10.1063/1.3506897
14. Kalamaras, C. M.; Gonzalez, I. D.; Navarro, R. M.; Fierro, J. L. G.; Efstathiou, A. M. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 11595-11610 10.1021/jp201773a
15. Peng, S. F.; Ho, J. J. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 20393-20400 10.1039/c1cp21975h
16. Huang, Y. Q.; Wang, A. Q.; Li, L.; Wang, X. D.; Su, D. S.; Zhang, T. J. Catal. 2008, 255, 144-152 10.1016/j.jcat.2008.01.024
17. Leppelt, R.; Schumacher, B.; Plzak, V.; Kinne, M.; Behm, R. J. J. Catal. 2006, 244, 137-152 10.1016/j.jcat.2006.08.020
18. Jacobs, G.; Williams, L.; Graham, U.; Thomas, G. A.; Sparks, D. E.; Davis, B. H. Appl. Catal.; A 2003, 252, 107-118 10.1016/S0926-860X(03)00410-1
19. Jacobs, G.; Patterson, P. A.; Graham, U. M.; Sparks, D. E.; Davis, B. H. Appl. Catal.; A 2004, 268, 255-266 10.1016/j.apcata.2004.03.048
20. Jacobs, G.; Chenu, E.; Patterson, P. M.; Williams, L.; Sparks, D.; Thomas, G.; Davis, B. H. Appl. Catal.; A 2004, 258, 203-214 10.1016/j.apcata.2003.09.007
21. Jacobs, G.; Patterson, P. M.; Graham, U. M.; Crawford, A. C.; Dozier, A.; Davis, B. H. J. Catal. 2005, 235, 79-91 10.1016/j.jcat.2005.07.010
22. Chen, Y.; Cheng, J.; Hu, P.; Wang, H. F. Surf. Sci. 2008, 602, 2828-2834 10.1016/j.susc.2008.06.033
23. Liu, Z. P.; Jenkins, S. J.; King, D. A. Phys. Rev. Lett. 2005, 94, 196102 10.1103/PhysRevLett.94.196102
24. Chen, Y.; Wang, H. F.; Burch, R.; Hardacre, C.; Hu, P. Faraday Discuss. 2011, 152, 121-133 10.1039/c1fd00019e
25. Mudiyanselage, K.; Senanayake, S. D.; Feria, L.; Kundu, S.; Baber, A. E.; Graciani, J.; Vidal, A. B.; Agnoli, S.; Evans, J.; Chang, R.; Axnanda, S.; Liu, Z.; Sanz, J. F.; Liu, P.; Rodríguez, J. A.; Stacchiola, D. J. Angew. Chem.; Int. Ed. 2013, 52, 5101-5105 10.1002/anie.201210077
26. Barrio, L.; Liu, P.; Rodríguez, J. A.; Campos-Martin, J. M.; Fierro, J. L. G. J. Chem. Phys. 2006, 125, 164715 10.1063/1.2363971
27. Rodríguez, J. A.; Liu, P.; Hrbek, J.; Evans, J.; Pérez, M. Angew. Chem.; Int. Ed. 2007, 46, 1329-1332 10.1002/anie.200603931
28. Grabow, L. C.; Gokhale, A. A.; Evans, S. T.; Dumesic, J. A.; Mavrikakis, M. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 4608-4617 10.1021/jp7099702
29. Song, W. Y.; Hensen, E. M. ACS Catal. 2014, 4, 1885-1892 10.1021/cs401206e
30. Vecchietti, J.; Bonivardi, W. Q.; Xu, A.; Stacchiola, D.; Delgado, J. J.; Calatayud, M.; Collins, S. E. ACS Catal. 2014, 4, 2088-2096 10.1021/cs500323u
31. Huang, X.; Beck, M. J. Chem. Mater. 2015, 27, 2965-2972 10.1021/acs.chemmater.5b00259
32. Kinch, R. T.; Cabrera, C. R.; Ishikawa, Y. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 9239-9250 10.1021/jp810021e
33. Aranifard, S.; Ammal, S. C.; Heyden, A. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 6314-6323 10.1021/jp5000649
34. Carrasco, J.; López-Durán, D.; Liu, Z. Y.; Duchoň, T.; Evans, J.; Senanayake, S. D.; Crumlin, E. J.; Matolín, V.; Rodríguez, J. A.; Ganduglia-Pirovano, M. V. Angew. Chem.; Int. Ed. 2015, 54, 3917-3921 10.1002/anie.201410697
35. Ammal, S. C.; Heyden, A. ACS Catal. 2014, 4, 3654-3662 10.1021/cs5009706
36. Chen, Y. Y.; Dong, M.; Wang, J. G.; Jiao, H. J. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 16669-16676 10.1021/jp106751a
37. Tang, Q. L.; Liu, Z. P. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 8423-8430 10.1021/jp100864j
38. Gokhale, A. A.; Dumesic, J. A.; Mavrikakis, M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 1402-1414 10.1021/ja0768237
39. Rodríguez, J. A.; Liu, P.; Wang, X.; Wen, W.; Hanson, J.; Hrbek, J.; Pérez, M.; Evans, J. Catal. Today 2009, 143, 45-50 10.1016/j.cattod.2008.08.022
40. Fajín, J. L. C.; Natália, M.; Cordeiro, D.; Illas, F.; Gomes, J. R. B. J. Catal. 2009, 268, 131-141 10.1016/j.jcat.2009.09.011
41. Huang, S. C.; Lin, C. H.; Wang, J. H. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 9826-9834 10.1021/jp1005814
42. Lin, C. H.; Chen, C. L.; Wang, J. H. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 18582-18588 10.1021/jp2034467
43. Flaherty, D. W.; Yu, W. Y.; Pozun, Z. D.; Henkelman, G.; Mullins, C. B. J. Catal. 2011, 282, 278-288 10.1016/j.jcat.2011.06.024
44. Huang, X.; Wang, B. H.; Grulke, E. A.; Beck, M. J. J. Chem. Phys. 2014, 140, 074703 10.1063/1.4864378
45. Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15-50 10.1016/0927-0256(96)00008-0
46. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868 10.1103/PhysRevLett.77.3865
47. Blöchl, P. E. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1994, 50, 17953-17979 10.1103/PhysRevB.50.17953
48. Dudarev, S. L.; Botton, G. A.; Savrasov, S. Y.; Humphreys, C. J.; Sutton, A. P. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1998, 57, 1505-1509 10.1103/PhysRevB.57.1505
49. Huang, X.; Beck, M. J. Comput. Mater. Sci. 2014, 91, 122-133 10.1016/j.commatsci.2014.04.037
50. Henkelman, G.; Uberuaga, B. P.; Jónsson, H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9901-9904 10.1063/1.1329672
51. Rodríguez, J. A. Catal. Today 2011, 160, 3-11 10.1016/j.cattod.2010.06.030
52. Vilé, G.; Bridier, B.; Wichert, J.; Pérez-Ramírez, J. Angew. Chem.; Int. Ed. 2012, 51, 8620-8623 10.1002/anie.201203675