Effect of Boron Modifications of Palladium Catalysts for the Production of Hydrogen from Formic Acid

ACS Catalysis

Volumn 5, Issue 11, 2015, Pages 6579-6586

  Yoo, Jong Suk ^a,b   Zhao, Zhi Jian ^a,b   Nørskov, Jens K ^a,b   Studt, Felix ^a,b  

^a SLAC NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY   (United States)

^b Stanford University   (United States)

Author keywords

boron; density functional theory; formic acid; hydrogen; microkinetics; palladium

Indexed keywords

BORON; CARBON; CATALYSTS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DOPING (ADDITIVES); FORMIC ACID; HYDROGEN; PALLADIUM; TRANSITION METALS;

CATALYTIC PROPERTIES; CONCEPTUAL FRAMEWORKS; FORMIC ACID DECOMPOSITIONS; MICROKINETIC MODELING; MICROKINETICS; PALLADIUM CATALYST; PRODUCTION OF HYDROGEN; TRANSITION METAL SURFACES;

NONMETALS;

EID: 84946838128     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acscatal.5b01497     Document Type: Article

References (49)

1. Dumesic, J. A.; Huber, G. W.; Boudart, M. In Handbook of Heterogeneous Catalysis, 2 nd ed.; Ertl, G.; Knözinger, H.; Schüth, F.; Weitkamp, J.; Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2008; pp 1-15.
2. Koel, B. E.; Kim, J. In Handbook of Heterogeneous Catalysis, 2 nd ed.; Ertl, G.; Knözinger, H.; Schüth, F.; Weitkamp, J.; Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2008; pp 1593-1624.
3. Hutchings, G. J. Catal. Lett. 2001, 75, 1-12 10.1023/A:1016784122682
4. Rocha, T. C. R.; Hävecker, M.; Knop-Gericke, A.; Schlögl, R. J. Catal. 2014, 312, 12-16 10.1016/j.jcat.2014.01.002
5. Sachtler, W. M. H. In Handbook of Heterogeneous Catalysis, 2 nd ed.; Ertl, G.; Knözinger, H.; Schüth, F.; Weitkamp, J.; Eds.; Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2008; pp 1585-1592.
6. Studt, F.; Abild-Pedersen, F.; Bligaard, T.; Sørensen, R. Z.; Christensen, C. H.; Nørskov, J. K. Science 2008, 320, 1320-1322 10.1126/science.1156660
7. Studt, F.; Sharafutdinov, I.; Abild-Pedersen, F.; Elkjær, C. F.; Hummelshøj, J. S.; Dahl, S.; Chorkendorff, I.; Nørskov, J. K. Nat. Chem. 2014, 6, 320-324 10.1038/nchem.1873
8. Andersson, M. P.; Bligaard, T.; Kustov, A.; Larsen, K. E.; Greeley, J.; Johannessen, T.; Christensen, C. H.; Nørskov, J. K.; Nørskov, J. K. J. Catal. 2006, 239, 501-506 10.1016/j.jcat.2006.02.016
9. Greeley, J.; Jaramillo, J. F.; Bonde, J.; Chorkendorff, I.; Nørskov, J. K. Nat. Mater. 2006, 5, 909-913 10.1038/nmat1752
10. Hammer, B.; Nørskov, J. K. Nature 1995, 376, 238-240 10.1038/376238a0
11. Mavrikakis, M.; Hammer, B.; Nørskov, J. K. Phys. Rev. Lett. 1998, 81, 2819-2822 10.1103/PhysRevLett.81.2819
12. Daley, S. P.; Utz, A. L.; Trautman, T. R.; Ceyer, S. T. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 6001-6002 10.1021/ja00092a074
13. Ludwig, W.; Savara, A.; Dostert, K.-H.; Schauermann, S. J. Catal. 2011, 284, 148-156 10.1016/j.jcat.2011.10.010
14. Wilde, M.; Fukutani, K.; Ludwig, W.; Brandt, B.; Fischer, J.-H.; Schauermann, S.; Freund, H.-J. Angew. Chem.; Int. Ed. 2008, 47, 9289-9293 10.1002/anie.200801923
15. Xu, J.; Saeys, M. J. Catal. 2006, 242, 217-226 10.1016/j.jcat.2006.05.029
16. Xu, J.; Saeys, M. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 4099-4106 10.1021/jp805579d
17. Xu, J.; Chen, L.; Tan, K. F.; Borgna, A.; Saeys, M. J. Catal. 2009, 261, 158-165 10.1016/j.jcat.2008.11.007
18. Tan, K. F.; Chang, J.; Borgna, A.; Saeys, M. J. Catal. 2011, 280, 50-59 10.1016/j.jcat.2011.03.002
19. Jiang, K.; Xu, K.; Zou, S.; Cai, W.-B. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 4861-4864 10.1021/ja5008917
20. Chan, C. W. A.; Mahadi, A. H.; Li, M. M.-J.; Corbos, E. C.; Tang, C.; Jones, G.; Kuo, W. C. H.; Cookson, J.; Brown, C. M.; Bishop, P. T.; Tsang, S. C. E. Nat. Commun. 2014, 5, 5787-5793 10.1038/ncomms6787
21. Teschner, D.; Borsodi, J.; Wootsch, A.; Révay, Z.; Hävecker, M.; Knop-Gericke, A.; Jackson, S. D.; Schlögl, R. Science 2008, 320, 86-89 10.1126/science.1155200
22. Grasemann, M.; Laurenczy, G. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 8171-8181 10.1039/c2ee21928j
23. Boddien, A.; Gärtner, F.; Federsel, C.; Sponholz, P.; Mellmann, D.; Jackstell, R.; Junge, H.; Beller, M. Angew. Chem.; Int. Ed. 2011, 50, 6411-6414 10.1002/anie.201101995
24. Abild-Pedersen, F.; Greeley, J.; Studt, F.; Rossmeisl, J.; Munter, T. R.; Moses, P. G.; Skúlason, E.; Bligaard, T.; Nørskov, J. K. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 016105 10.1103/PhysRevLett.99.016105
25. Wang, S.; Petzold, V.; Tripkovic, V.; Kleis, J.; Howalt, J. G.; Skúlason, E.; Fernández, E. M.; Hvolbæk, B.; Jones, G.; Toftelund, A.; Falsig, H.; Björketun, M.; Studt, F.; Abild-Pedersen, F.; Rossmeisl, J.; Nørskov, J. K.; Bligaard, T. Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 20760-20765 10.1039/c1cp20547a
26. Yoo, J. S.; Abild-Pedersen, F.; Nørskov, J. K.; Studt, F. ACS Catal. 2014, 4, 1226-1233 10.1021/cs400664z
27. Studt, F.; Abild-Pedersen, F.; Bligaard, T.; Sørensen, R. Z.; Christensen, C. H.; Nørskov, J. K. Angew. Chem.; Int. Ed. 2008, 47, 9299-9302 10.1002/anie.200802844
28. Herron, J. A.; Scaranto, J.; Ferrin, P.; Li, S.; Mavrikakis, M. ACS Catal. 2014, 4, 4434-4445 10.1021/cs500737p
29. Lausche, A. C.; Medford, A. J.; Khan, T. S.; Xu, Y.; Bligaard, T.; Abild-Pedersen, F.; Nørskov, J. K.; Studt, F. J. Catal. 2013, 307, 275-282 10.1016/j.jcat.2013.08.002
30. Grabow, L. C.; Hvolbæk, B.; Nørskov, J. K. Top. Catal. 2010, 53, 298-310 10.1007/s11244-010-9455-2
31. Tedsree, K.; Li, T.; Jones, S.; Chan, C. W. A.; Bagot, P. A. J.; Marquis, E. A.; Smith, G. D. W.; Yu, K. M. K.; Tsang, S. C. E. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 302-307 10.1038/nnano.2011.42
32. Zhang, S.; Metin, O.; Su, D.; Sun, S. Angew. Chem.; Int. Ed. 2013, 52, 3681-3684 10.1002/anie.201300276
33. Cho, J.; Lee, S.; Han, J.; Yoon, S. P.; Nam, S. W.; Choi, S. H.; Lee, K.-W.; Ham, H. C. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 22553 10.1021/jp5050817
34. Huang, Y.; Zhou, X.; Yin, M.; Liu, C.; Xing, W. Chem. Mater. 2010, 22, 5122-5128 10.1021/cm101285f
35. Zhou, X.; Huang, Y.; Xing, W.; Liu, C.; Liao, J.; Lu, T. Chem. Commun. 2008, 30, 3540-3542 10.1039/b803661f
36. Medford, A. J.; Wellendorff, J.; Vojvodic, A.; Studt, F.; Abild-Pedersen, F.; Jacobsen, K. W.; Bligaard, T.; Nørskov, J. K. Science 2014, 345, 197-200 10.1126/science.1253486
37. Bahn, S. R.; Jacobsen, K. W. Comput. Sci. Eng. 2002, 4, 56-66 10.1109/5992.998641
38. Giannozzi, P.; Baroni, S.; Bonini, N.; Calandra, M.; Car, R.; Cavazzoni, C.; Ceresoli, D.; Chiarotti, G. L.; Cococcioni, M.; Dabo, I.; Dal Corso, A.; Fabris, S.; Fratesi, G.; de Gironcoli, S.; Gebauer, R.; Gerstmann, U.; Gougoussis, C.; Kokalj, A.; Lazzeri, M.; Martin-Samos, L.; Marzari, N.; Mauri, F.; Mazzarello, R.; Paolini, S.; Pasquarello, A.; Paulatto, L.; Sbraccia, C.; Scandolo, S.; Sclauzero, G.; Seitsonen, A. P.; Smogunov, A.; Umari, P.; Wentzcovitch, R. M. J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 395502 10.1088/0953-8984/21/39/395502
39. Wellendorff, J.; Lundgaard, K. T.; Møgelhøj, A.; Petzold, V.; Landis, D. D.; Nørskov, J. K.; Bligaard, T.; Jacobsen, K. W. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2012, 85, 235149 10.1103/PhysRevB.85.235149
40. Wellendorff, J.; Silbaugh, T. L.; Garcia-Pintos, D.; Nørskov, J. K.; Bligaard, T.; Studt, F.; Campbell, C. T. Surf. Sci. 2015, 640, 36-44 10.1016/j.susc.2015.03.023
41. Studt, F.; Abild-Pedersen, F.; Varley, J. B.; Nørskov, J. K. Catal. Lett. 2013, 143, 71-73 10.1007/s10562-012-0947-5
42. Studt, F.; Behrens, M.; Kunkes, E. L.; Thomas, N.; Zander, S.; Tarasov, A.; Schumann, J.; Frei, E.; Varley, J. B.; Abild-Pedersen, F.; Nørskov, J. K.; Schlögl, R. ChemCatChem 2015, 7, 1105-1111 10.1002/cctc.201500123
43. Laasonen, K.; Car, R.; Lee, C.; Vanderbilt, D. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1991, 43, 6796-6799 10.1103/PhysRevB.43.6796
44. Monkhorst, H. J.; Pack, J. D. Phys. Rev. B 1976, 13, 5188-5192 10.1103/PhysRevB.13.5188
45. Henkelman, G.; Uberuaga, B. P.; Jónsson, H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9901-9904 10.1063/1.1329672
46. Peterson, A. A.; Abild-Pedersen, F.; Studt, F.; Rossmeisl, J.; Nørskov, J. K. Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1311-1315 10.1039/c0ee00071j
47. Chuang, F. C.; Ciobanu, C. V.; Shenoy, V. B.; Wang, C. Z.; Ho, K. M. Surf. Sci. 2004, 573, L375-L381 10.1016/j.susc.2004.09.041
48. Sierka, M. Prog. Surf. Sci. 2010, 85, 398-434 10.1016/j.progsurf.2010.07.004
49. Johnston, R. L. Dalton Trans. 2003, 22, 4193-4207 10.1039/b305686d