High Catalytic Activity and Chemoselectivity of Sub-nanometric Pd Clusters on Porous Nanorods of CeO2 for Hydrogenation of Nitroarenes

Journal of the American Chemical Society

Volumn 138, Issue 8, 2016, Pages 2629-2637

  Zhang, Sai ^a   Chang, Chun Ran ^a   Huang, Zheng Qing ^a   Li, Jing ^a   Wu, Zhemin ^b   Ma, Yuanyuan ^a   Zhang, Zhiyun ^a   Wang, Yong ^b   Qu, Yongquan ^a  

^a XI'AN JIAOTONG UNIVERSITY   (China)

^b ZHEJIANG UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATALYST SELECTIVITY; CATALYSTS; DISPERSIONS; HYDROGENATION; NANORODS; OXYGEN VACANCIES; SURFACE DEFECTS;

CATALYTIC PERFORMANCE; CHEMO-SELECTIVITY; CO-OPERATIVE EFFECTS; ENHANCED CATALYTIC ACTIVITY; HYDROGEN ACTIVATION; HYDROGENATION REACTIONS; NITRO-AROMATICS; PREFERENTIAL ADSORPTION;

CATALYST ACTIVITY;

4 AMINOPHENOL; 4 NITROPHENOL; AROMATIC NITRO COMPOUND; CERIUM OXIDE; HYDROGEN; NANOROD; OXYGEN; PALLADIUM;

ADSORPTION; ARTICLE; CATALYSIS; CATALYST; CONTROLLED STUDY; DISPERSION; HYDROGENATION; SURFACE PROPERTY;

EID: 84959482792     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b11413     Document Type: Article

References (68)

1. Müller, T. E.; Hultzsch, K. C.; Yus, M.; Foubelo, F.; Tada, M. Chem. Rev. 2008, 108, 3795-3892 10.1021/cr0306788
2. Hartwig, J. F. Nature 2008, 455, 314-322 10.1038/nature07369
3. Junge, K.; Wendt, B.; Shaikh, N.; Beller, M. Chem. Commun. 2010, 46, 1769-1771 10.1039/b924228g
4. Tamura, M.; Kon, K.; Satsuma, A.; Shimizu, K. I. ACS Catal. 2012, 2, 1904-1909 10.1021/cs300376u
5. Tomkins, P.; Gebauer-Henke, E.; Leitner, W.; Müller, T. E. ACS Catal. 2015, 5, 203-209 10.1021/cs501122h
6. He, D.; Jiao, X.; Jiang, P.; Wang, J.; Xu, B. Q. Green Chem. 2012, 14, 111-116 10.1039/C1GC16001J
7. Corma, A.; Serna, P. Science 2006, 313, 332-334 10.1126/science.1128383
8. Vilé, G.; Almora-Barrios, N.; López, N.; Pérez-Ramírez, J. ACS Catal. 2015, 5, 3767-3778 10.1021/acscatal.5b00885
9. Liu, X.; Li, H. Q.; Ye, S.; Liu, Y. M.; He, H. Y.; Cao, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 7624-7628 10.1002/anie.201404543
10. Nie, R.; Wang, J.; Wang, L.; Qin, Y.; Chen, P.; Hou, Z. Carbon 2012, 50, 586-596 10.1016/j.carbon.2011.09.017
11. Kataoka, S.; Takeuchi, Y.; Harada, A.; Takagi, T.; Takenaka, Y.; Fukaya, N.; Yasuda, H.; Ohmori, T.; Endo, A. Appl. Catal., A 2012, 427, 119-124 10.1016/j.apcata.2012.03.041
12. Gu, J.; Zhang, Z.; Hu, P.; Ding, L.; Xue, N.; Peng, L.; Guo, X.; Lin, M.; Ding, W. ACS Catal. 2015, 5, 6893-6901 10.1021/acscatal.5b01823
13. Corma, A.; Serna, P.; Concepción, P.; Calvino, J. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8748-8753 10.1021/ja800959g
14. Makosch, M.; Lin, W. I.; Bumbálek, V.; Sá, J.; Medlin, J. W.; Hungerbühler, K.; van Bokhoven, J. A. ACS Catal. 2012, 2, 2079-2081 10.1021/cs300378p
15. He, D.; Shi, H.; Wu, Y.; Xu, B. Q. Green Chem. 2007, 9, 849-851 10.1039/b618367k
16. Chen, Y.; Wang, C.; Liu, H.; Qiu, J.; Bao, X. Chem. Commun. 2005, 5298-5300 10.1039/b509595f
17. Wang, F.; Liu, J.; Xu, X. Chem. Commun. 2008, 2040-2042 10.1039/b719831k
18. Jagadeesh, R. V.; Surkus, A. E.; Junge, H.; Pohl, M.-M.; Radnik, J.; Rabeah, J.; Huan, H.; Schünemann, V.; Brückner, A.; Beller, M. Science 2013, 342, 1073-1076 10.1126/science.1242005
19. Jagadeesh, R. V.; Banerjee, D.; Arockiam, P. B.; Junge, H.; Junge, K.; Pohl, M.-M.; Radnik, J.; Brückner, A.; Beller, M. Green Chem. 2015, 17, 898-902 10.1039/C4GC00731J
20. Jagadeesh, R. V.; Stemmler, T.; Surkus, A.-E.; Junge, H.; Junge, K.; Beller, M. Nat. Protoc. 2015, 10, 548-557 10.1038/nprot.2015.025
21. 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
22. Guo, H.; Yan, X.; Zhi, Y.; Li, Z.; Wu, C.; Zhao, C.; Wang, J.; Yu, Z.; Ding, Y.; He, W.; Li, Y. Nano Res. 2015, 8, 1365-1372 10.1007/s12274-015-0703-4
23. Shukla, A.; Singha, R. K.; Sasaki, T.; Bal, R. Green Chem. 2015, 17, 785-790 10.1039/C4GC01664E
24. Corma, A.; Serna, P.; García, H. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6358-6359 10.1021/ja0704131
25. Boronat, M.; Concepción, P.; Corma, A.; González, S.; Illas, F.; Serna, P. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 16230-16237 10.1021/ja076721g
26. Vivier, L.; Duprez, D. ChemSusChem 2010, 3, 654-678 10.1002/cssc.201000054
27. Aydin, C.; Lu, J.; Browning, N. D.; Gates, B. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 5929-5034 10.1002/anie.201201726
28. 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
29. Liang, S.; Hao, C.; Shi, Y. ChemCatChem 2015, 7, 2559-2567 10.1002/cctc.201500363
30. 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
31. 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
32. Xing, J.; Chen, J. F.; Li, Y. H.; Yuan, W. T.; Zhou, Y.; Zheng, L. R.; Wang, H. F.; Hu, P.; Wang, Y.; Zhao, H. J.; Yang, H. G. Chem.-Eur. J. 2014, 20, 2138-2144 10.1002/chem.201303366
33. Kistler, J. D.; Chotigkrai, N.; Xu, P.; 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
34. Okrut, A.; Runnebaum, R. C.; Ouyang, X.; Lu, J.; Aydin, C.; Hwang, S.-J.; Zhang, S.; Olatunji-Ojo, O. A.; Durkin, K. A.; Dixon, D. A. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 459-465 10.1038/nnano.2014.72
35. Yang, X.-F.; Wang, A.; Qiao, B.; Li, J.; Liu, J.; Zhang, T. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1740-1748 10.1021/ar300361m
36. Hackett, S. F.; Brydson, R. M.; Gass, M. H.; Harvey, I.; Newman, A. D.; Wilson, K.; Lee, A. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 8593-8596 10.1002/anie.200702534
37. Qiao, B.; Wang, A.; Yang, X.; Allard, L. F.; Jiang, Z.; Cui, Y.; Liu, J.; Li, J.; Zhang, T. Nat. Chem. 2011, 3, 634 10.1038/nchem.1095
38. Wang, C.-M.; Fan, K.-N.; Liu, Z.-P. J. Catal. 2009, 266, 343-350 10.1016/j.jcat.2009.06.023
39. Zhang, S.; Nguyen, L.; Liang, J. X.; Shan, J.; Liu, J.; Frenkel, A. I.; Patlolla, A.; Huang, W.; Li, J.; Tao, F. Nat. Commun. 2015, 6, 7938 10.1038/ncomms8938
40. Li, Z. Y.; Yuan, Z.; Li, X. N.; Zhao, Y. X.; He, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 14307-14313 10.1021/ja508547z
41. Li, F.; Li, Y.; Zeng, X. C.; Chen, Z. ACS Catal. 2015, 5, 544-552 10.1021/cs501790v
42. 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
43. Zhang, S.; Li, J.; Gao, W.; Qu, Y. Nanoscale 2015, 7, 3016-3021 10.1039/C4NR06482H
44. Li, J.; Zhang, Z.; Tian, Z.; Zhou, X.; Zheng, Z.; Ma, Y.; Qu, Y. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 16459-16466 10.1039/C4TA03718A
45. Tian, Z.; Li, J.; Zhang, Z.; Gao, W.; Zhou, X.; Qu, Y. Biomaterials 2015, 59, 116-124 10.1016/j.biomaterials.2015.04.039
46. Zhang, S.; Chang, C.-R.; Huang, Z.-Q.; Ma, Y.; Gao, W.; Li, J.; Qu, Y. ACS Catal. 2015, 5, 6481-6488 10.1021/acscatal.5b01173
47. Zhang, Z.; Li, J.; Gao, W.; Ma, Y.; Qu, Y. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 18074-18082 10.1039/C5TA03448E
48. Beier, M. J.; Andanson, J. M.; Baiker, A. ACS Catal. 2012, 2, 2587-2595 10.1021/cs300529y
49. Sharma, U.; Kumar, N.; Verma, P. K.; Kumar, V.; Singh, B. Green Chem. 2012, 14, 2289-2293 10.1039/c2gc35452g
50. Wu, B.; Huang, H.; Yang, J.; Zheng, N.; Fu, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 3440-3443 10.1002/anie.201108593
51. Kahsar, K. R.; Schwartz, D. K.; Medlin, J. W. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 520-526 10.1021/ja411973p
52. Shimizu, K.-i.; Miyamoto, Y.; Kawasaki, T.; Tanji, T.; Tai, Y.; Satsuma, A. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 17803-17811 10.1021/jp906044t
53. Baker, L. R.; Kennedy, G.; Van Spronsen, M.; Hervier, A.; Cai, X.; Chen, S.; Wang, L. W.; Somorjai, G. A. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14208-14216 10.1021/ja306079h
54. Lim, K. H.; Mohammad, A. B.; Yudanov, I. V.; Neyman, K. M.; Bron, M.; Claus, P.; Rösch, N. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 13231-13240 10.1021/jp902078c
55. Kennedy, G.; Baker, L. R.; Somorjai, G. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 3405-3408 10.1002/anie.201400081
56. Hensley, A. J.; Wang, Y.; McEwen, J. S. Surf. Sci. 2014, 630, 244-253 10.1016/j.susc.2014.08.003
57. Esch, F.; Fabris, S.; Zhou, L.; Montini, T.; Africh, C.; Fornasiero, P.; Comelli, G.; Rosei, R. Science 2005, 309, 752-755 10.1126/science.1111568
58. Dutta, P.; Pal, S.; Seehra, M. S.; Shi, Y.; Eyring, E. M.; Ernst, R. D. Chem. Mater. 2006, 18, 5144-5146 10.1021/cm061580n
59. Wang, Y.; Wang, F.; Song, Q.; Xin, Q.; Xu, S.; Xu, J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1506-1515 10.1021/ja310498c
60. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1994, 49, 14251-14269 10.1103/PhysRevB.49.14251
61. Kresse, G.; Furthmüller, J. Comput. Mater. Sci. 1996, 6, 15-50 10.1016/0927-0256(96)00008-0
62. Kresse, G.; Furthmüller, J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1996, 54, 11169-11186 10.1103/PhysRevB.54.11169
63. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868 10.1103/PhysRevLett.77.3865
64. Anisimov, V. I.; Zaanen, J.; Andersen, O. K. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1991, 44, 943-954 10.1103/PhysRevB.44.943
65. 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
66. Fabris, S.; Vicario, G.; Balducci, G.; de Gironcoli, S.; Baroni, S. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 22860-22867 10.1021/jp0511698
67. Monkhorst, H. J.; Pack, J. D. Phys. Rev. B 1976, 13, 5188-5192 10.1103/PhysRevB.13.5188
68. Kümmerle, E. A.; Heger, G. J. Solid State Chem. 1999, 147, 485-500 10.1006/jssc.1999.8403