PdZn Intermetallic Nanostructure with Pd-Zn-Pd Ensembles for Highly Active and Chemoselective Semi-Hydrogenation of Acetylene

ACS Catalysis

Volumn 6, Issue 2, 2016, Pages 1054-1061

  Zhou, Huiran ^a,b   Yang, Xiaofeng ^a   Li, Lin ^a   Liu, Xiaoyan ^a   Huang, Yanqiang ^a   Pan, Xiaoli ^a   Wang, Aiqin ^a   Li, Jun ^c   Zhang, Tao ^a  

^a DALIAN INSTITUTE OF CHEMICAL PHYSICS   (China)

^b UNIVERSITY OF CHINESE ACADEMY OF SCIENCES   (China)

^c TSINGHUA UNIVERSITY   (China)

Author keywords

acetylene semihydrogenation; chemoselectivity; density functional theory; microcalorimetry; Pd Zn Pd ensembles; PdZn

Indexed keywords

ACETYLENE; CHEMICAL BONDS; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ETHYLENE; HYDROGENATION; LIGHTING; METALS; NANOSTRUCTURES; ZINC;

BONDING PATTERNS; CATALYST SURFACES; CHEMO-SELECTIVITY; ETHYLENE ADSORPTION; MICRO-CALORIMETRY; PDZN; SEMIHYDROGENATION; SPATIAL ARRANGEMENTS;

PALLADIUM;

EID: 84957549937     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acscatal.5b01933     Document Type: Article

References (73)

1. Kyriakou, G.; Boucher, M. B.; Jewell, A. D.; Lewis, E. A.; Lawton, T. J.; Baber, A. E.; Tierney, H. L.; Flytzani-Stephanopoulos, M.; Sykes, E. C. Science 2012, 335, 1209-1212 10.1126/science.1215864
2. Wu, C. T.; Yu, K. M.; Liao, F.; Young, N.; Nellist, P.; Dent, A.; Kroner, A.; Tsang, S. C. Nat. Commun. 2012, 3, 1050 10.1038/ncomms2053
3. Zhang, C.; Liu, F.; Zhai, Y.; Ariga, H.; Yi, N.; Liu, Y.; Asakura, K.; Flytzani-Stephanopoulos, M.; He, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 9628-9632 10.1002/anie.201202034
4. Huang, Z.; Gu, X.; Cao, Q.; Hu, P.; Hao, J.; Li, J.; Tang, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 4198-4203 10.1002/anie.201109065
5. Wang, L.; Zhang, S.; Zhu, Y.; Patlolla, A.; Shan, J.; Yoshida, H.; Takeda, S.; Frenkel, A. I.; Tao, F. ACS Catal. 2013, 3, 1011-1019 10.1021/cs300816u
6. Sun, S.; Zhang, G.; Gauquelin, N.; Chen, N.; Zhou, J.; Yang, S.; Chen, W.; Meng, X.; Geng, D.; Banis, M. N.; Li, R.; Ye, S.; Knights, S.; Botton, G. A.; Sham, T. K.; Sun, X. Sci. Rep. 2013, 3, 1775 10.1038/srep01775
7. Yang, X.-F.; Wang, A.; Qiao, B.; Li, J.; Liu, J.; Zhang, T. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1740-1748 10.1021/ar300361m
8. Zhang, X.; Guo, J.; Guan, P.; Liu, C.; Huang, H.; Xue, F.; Dong, X.; Pennycook, S. J.; Chisholm, M. F. Nat. Commun. 2013, 4, 1924 10.1038/ncomms2929
9. Lin, J.; Wang, A.; Qiao, B.; Liu, X.; Yang, X.; Wang, X.; Liang, J.; Li, J.; Liu, J.; Zhang, T. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 15314-15317 10.1021/ja408574m
10. Yang, M.; Allard, L. F.; Flytzani-Stephanopoulos, M. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 3768-3771 10.1021/ja312646d
11. Zhang, L.; Wang, A.; Miller, J. T.; Liu, X.; Yang, X.; Wang, W.; Li, L.; Huang, Y.; Mou, C.-Y.; Zhang, T. ACS Catal. 2014, 4, 1546-1553 10.1021/cs500071c
12. Guo, X.; Fang, G.; Li, G.; Ma, H.; Fan, H.; Yu, L.; Ma, C.; Wu, X.; Deng, D.; Wei, M.; Tan, D.; Si, R.; Zhang, S.; Li, J.; Sun, L.; Tang, Z.; Pan, X.; Bao, X. Science 2014, 344, 616-619 10.1126/science.1253150
13. 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
14. Wei, H.; Liu, X.; Wang, A.; Zhang, L.; Qiao, B.; Yang, X.; Huang, Y.; Miao, S.; Liu, J.; Zhang, T. Nat. Commun. 2014, 5, 5634 10.1038/ncomms6634
15. Wei, X.; Yang, X.-F.; Wang, A.-Q.; Li, L.; Liu, X.-Y.; Zhang, T.; Mou, C.-Y.; Li, J. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 6222-6232 10.1021/jp210555s
16. Corma, A.; Concepción, P.; Boronat, M.; Sabater, M. J.; Navas, J.; Yacaman, M. J.; Larios, E.; Posadas, A.; López-Quintela, M. A.; Buceta, D. Nat. Chem. 2013, 5, 775-781 10.1038/nchem.1721
17. Borodziński, A.; Bond, G. C. Catal. Rev.: Sci. Eng. 2008, 50, 379-469 10.1080/01614940802142102
18. Nikolaev, S. A.; Zanaveskin, L. N.; Smirnov, V. V.; Averyanov, V. A.; Zanaveskin, K. L. Russ. Chem. Rev. 2009, 78, 231-247 10.1070/RC2009v078n03ABEH003893
19. Azizi, Y.; Petit, C.; Pitchon, V. J. Catal. 2008, 256, 338-344 10.1016/j.jcat.2008.04.003
20. Kang, J. H.; Shin, E. W.; Kim, W. J.; Park, J. D.; Moon, S. H. J. Catal. 2002, 208, 310-320 10.1006/jcat.2002.3583
21. Zhang, Q.; Li, J.; Liu, X.; Zhu, Q. Appl. Catal., A 2000, 197, 221-228 10.1016/S0926-860X(99)00463-9
22. Mashkovsky, I. S.; Baeva, G. N.; Stakheev, A. Y.; Vargaftik, M. N.; Kozitsyna, N. Y.; Moiseev, I. I. Mendeleev Commun. 2014, 24, 355-357 10.1016/j.mencom.2014.11.015
23. Armbrüster, M.; Behrens, M.; Cinquini, F.; Föttinger, K.; Grin, Y.; Haghofer, A.; Klötzer, B.; Knop-Gericke, A.; Lorenz, H.; Ota, A.; Penner, S.; Prinz, J.; Rameshan, C.; Révay, Z.; Rosenthal, D.; Rupprechter, G.; Sautet, P.; Schlögl, R.; Shao, L.; Szentmiklósi, L.; Teschner, D.; Torres, D.; Wagner, R.; Widmer, R.; Wowsnick, G. ChemCatChem 2012, 4, 1048-1063 10.1002/cctc.201200100
24. 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
25. López, N.; Vargas-Fuentes, C. Chem. Commun. 2012, 48, 1379-1391 10.1039/C1CC14922A
26. Sheth, P. A.; Neurock, M.; Smith, C. M. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 12449-12466 10.1021/jp050194a
27. Yang, B.; Burch, R.; Hardacre, C.; Headdock, G.; Hu, P. J. Catal. 2013, 305, 264-276 10.1016/j.jcat.2013.05.027
28. Mei, D.; Neurock, M.; Smith, C. M. J. Catal. 2009, 268, 181-195 10.1016/j.jcat.2009.09.004
29. 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
30. 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
31. Krajčí, M.; Hafner, J. J. Catal. 2012, 295, 70-80 10.1016/j.jcat.2012.07.025
32. Krajčí, M.; Hafner, J. J. Catal. 2014, 312, 232-248 10.1016/j.jcat.2014.02.001
33. Crespo-Quesada, M.; Yoon, S.; Jin, M.; Xia, Y.; Weidenkaff, A.; Kiwi-Minsker, L. ChemCatChem 2014, 6, 767-771 10.1002/cctc.201301043
34. Pei, G. X.; Liu, X. Y.; Wang, A.; Lee, A. F.; Isaacs, M. A.; Li, L.; Pan, X.; Yang, X.; Wang, X.; Tai, Z.; Wilson, K.; Zhang, T. ACS Catal. 2015, 5, 3717-3725 10.1021/acscatal.5b00700
35. Pei, G. X.; Liu, X. Y.; Wang, A.; Li, L.; Huang, Y.; Zhang, T.; Lee, J. W.; Jang, B. W. L.; Mou, C.-Y. New J. Chem. 2014, 38, 2043-2051 10.1039/c3nj01136d
36. Zhang, S.; Chen, C.-Y.; Jang, B. W. L.; Zhu, A.-M. Catal. Today 2015, 256, 161-169 10.1016/j.cattod.2015.04.002
37. Armbrüster, M.; Kovnir, K.; Behrens, M.; Teschner, D.; Grin, Y.; Schlögl, R. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14745-14747 10.1021/ja106568t
38. Armbrüster, M.; Wowsnick, G.; Friedrich, M.; Heggen, M.; Cardoso-Gil, R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9112-9118 10.1021/ja202869d
39. Vilé, G.; Albani, D.; Nachtegaal, M.; Chen, Z.; Dontsova, D.; Antonietti, M.; López, N.; Pérez-Ramírez, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 11265-11269 10.1002/anie.201505073
40. Tew, M. W.; Emerich, H.; van Bokhoven, J. A. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 8457-8465 10.1021/jp1103164
41. Iwasa, N.; Masuda, S.; Ogawa, N.; Takezawa, N. Appl. Catal., A 1995, 125, 145-157 10.1016/0926-860X(95)00004-6
42. Gallagher, J. R.; Childers, D. J.; Zhao, H.; Winans, R. E.; Meyer, R. J.; Miller, J. T. Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 28144-28153 10.1039/C5CP00222B
43. Friedrich, M.; Penner, S.; Heggen, M.; Armbrüster, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 4389-4392 10.1002/anie.201209587
44. Krajčí, M.; Tsai, A. P.; Hafner, J. J. Catal. 2015, 330, 6-18 10.1016/j.jcat.2015.06.020
45. Herron, J. A.; Tonelli, S.; Mavrikakis, M. Surf. Sci. 2012, 606, 1670-1679 10.1016/j.susc.2012.07.003
46. Armbrüster, M.; Behrens, M.; Föttinger, K.; Friedrich, M.; Gaudry, é.; Matam, S. K.; Sharma, H. R. Catal. Rev.: Sci. Eng. 2013, 55, 289-367 10.1080/01614940.2013.796192
47. Föttinger, K.; van Bokhoven, J. A.; Nachtegaal, M.; Rupprechter, G. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 428-433 10.1021/jz101751s
48. Iwasa, N.; Takezawa, N. Top. Catal. 2003, 22, 215-224 10.1023/A:1023571819211
49. Chen, Z. X.; Neyman, K. M.; Gordienko, A. B.; Rösch, N. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2003, 68, 075417 10.1103/PhysRevB.68.075417
50. Lee, A. F.; Baddeley, C. J.; Hardacre, C.; Moggridge, G. D.; Ormerod, R. M.; Lambert, R. M.; Candy, J. P.; Basset, J.-M. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2797-2805 10.1021/jp9638346
51. Baddeley, C. J.; Tikhov, M.; Hardacre, C.; Lomas, J. R.; Lambert, R. M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 2189-2194 10.1021/jp9517054
52. Liu, X.; Mou, C.-Y.; Lee, S.; Li, Y.; Secrest, J.; Jang, B. W. L. J. Catal. 2012, 285, 152-159 10.1016/j.jcat.2011.09.025
53. Yan, X.; Wheeler, J.; Jang, B.; Lin, W.-Y.; Zhao, B. Appl. Catal., A 2014, 487, 36-44 10.1016/j.apcata.2014.08.039
54. Armbrüster, M.; Kovnir, K.; Friedrich, M.; Teschner, D.; Wowsnick, G.; Hahne, M.; Gille, P.; Szentmiklósi, L.; Feuerbacher, M.; Heggen, M.; Girgsdies, F.; Rosenthal, D.; Schlögl, R.; Grin, Y. Nat. Mater. 2012, 11, 690-693 10.1038/nmat3347
55. Komatsu, T.; Kishi, T.; Gorai, T. J. Catal. 2008, 259, 174-182 10.1016/j.jcat.2008.08.001
56. Spiewak, B. E.; Cortright, R. D.; Dumesic, J. A. J. Catal. 1998, 176, 405-414 10.1006/jcat.1998.2047
57. Hill, J. M.; Shen, J.; Watwe, R. M.; Dumesic, J. A. Langmuir 2000, 16, 2213-2219 10.1021/la991112a
58. Pacchioni, G.; Lambert, R. M. Surf. Sci. 1994, 304, 208-222 10.1016/0039-6028(94)90766-8
59. Mittendorfer, F.; Thomazeau, C.; Raybaud, P.; Toulhoat, H. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 12287-12295 10.1021/jp035660f
60. Belelli, P. G.; Ferullo, R. M.; Castellani, N. J. Surf. Sci. 2010, 604, 386-395 10.1016/j.susc.2009.11.035
61. Baddeley, C. J.; Lee, A. F.; Lambert, R. M.; Gieel, T.; Schaff, O.; Fernandez, V.; Schindler, K. M.; Theobald, A.; Hirschmugl, C. J.; Lindsay, R.; Bradshaw, A. M.; Woodruff, D. P. Surf. Sci. 1998, 400, 166-175 10.1016/S0039-6028(97)00859-5
62. Janssens, T. V. W.; Völkening, S.; Zambelli, T.; Wintterlin, J. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 6521-6528 10.1021/jp981383e
63. Sellers, H. J. Phys. Chem. 1990, 94, 8329-8333 10.1021/j100384a061
64. Dunphy, J. C.; Rose, M.; Behler, S.; Ogletree, D. F.; Salmeron, M.; Sautet, P. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1998, 57, R12705-R12708 10.1103/PhysRevB.57.R12705
65. Sandell, A.; Beutler, A.; Jaworowski, A.; Wiklund, M.; Heister, K.; Nyholm, R.; Andersen, J. N. Surf. Sci. 1998, 415, 411-422 10.1016/S0039-6028(98)00602-5
66. Sheppard, N.; De La Cruz, C. Adv. Catal. 1998, 42, 181-313 10.1016/S0360-0564(08)60629-X
67. Tysoe, W. T.; Nyberg, G. L.; Lambert, R. M. Surf. Sci. 1983, 135, 128-146 10.1016/0039-6028(83)90215-7
68. Moskaleva, L. V.; Chen, Z. X.; Aleksandrov, H. A.; Mohammed, A. B.; Sun, Q.; Rösch, N. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 2512-2520 10.1021/jp8082562
69. Krajčí, M.; Hafner, J. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 6307-6319 10.1021/jp212317u
70. Semagina, N.; Grasemann, M.; Xanthopoulos, N.; Renken, A.; Kiwi-Minsker, L. J. Catal. 2007, 251, 213-222 10.1016/j.jcat.2007.06.028
71. Bollmann, L.; Ratts, J. L.; Joshi, A. M.; Williams, W. D.; Pazmino, J.; Joshi, Y. V.; Miller, J. T.; Kropf, A. J.; Delgass, W. N.; Ribeiro, F. H. J. Catal. 2008, 257, 43-54 10.1016/j.jcat.2008.04.005
72. Gao, J.; Zhao, H.; Yang, X.; Koel, B. E.; Podkolzin, S. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 3641-3644 10.1002/anie.201309043
73. Prinz, J.; Pignedoli, C. A.; Stöckl, Q. S.; Armbrüster, M.; Brune, H.; Gröning, O.; Widmer, R.; Passerone, D. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 11792-11798 10.1021/ja505936b