Catalytically Active Bimetallic Nanoparticles Supported on Porous Carbon Capsules Derived from Metal-Organic Framework Composites

Journal of the American Chemical Society

Volumn 138, Issue 36, 2016, Pages 11872-11881

  Yang, Hui ^a   Bradley, Siobhan J ^b   Chan, Andrew ^c   Waterhouse, Geoffrey I N ^c   Nann, Thomas ^b   Kruger, Paul E ^d   Telfer, Shane G ^a  

^a MASSEY UNIVERSITY   (New Zealand)

^b VICTORIA UNIVERSITY OF WELLINGTON   (New Zealand)

^c UNIVERSITY OF AUCKLAND   (New Zealand)

^d UNIVERSITY OF CANTERBURY   (New Zealand)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BINARY ALLOYS; CARBON; CRYSTALLINE MATERIALS; DOPING (ADDITIVES); METALS; NICKEL ALLOYS; NITROGEN; ORGANOMETALLICS; PLATINUM ALLOYS; POROUS MATERIALS; SHELLS (STRUCTURES); SINTERING;

BIMETALLIC NANOPARTICLES; COORDINATION POLYMERS; METAL ORGANIC FRAMEWORK; NITROGEN-DOPED CARBONS; PLATINUM NANO-PARTICLES; PT-CO NANOPARTICLES; RECYCLABLE CATALYST; RESORCINOL FORMALDEHYDES;

METAL NANOPARTICLES;

ALLOY; CARBON; COORDINATION COMPOUND; COPPER NANOPARTICLE; METAL ORGANIC FRAMEWORK; NANOCOMPOSITE; NICKEL NANOPARTICLE; NITROGEN; PLATINUM NANOPARTICLE; RESORCINOL; TANNIN;

ARTICLE; CATION EXCHANGE; COMPOSITE MATERIAL; CRYSTAL STRUCTURE; HYDROGENATION; HYSTERESIS; MICROCAPSULE; NANOCATALYSIS; NANOCATALYST; PARTICLE SIZE; POLYMERIZATION; POROSITY; PYROLYSIS; SURFACE PROPERTY; SYNTHESIS; THERMOGRAVIMETRY; VOLATILIZATION;

EID: 84987837831     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.6b06736     Document Type: Article

References (79)

1. Meng, Y.; Gu, D.; Zhang, F.; Shi, Y.; Yang, H.; Li, Z.; Yu, C.; Tu, B.; Zhao, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 7053 10.1002/anie.200501561
2. Lee, J.; Kim, J.; Hyeon, T. Adv. Mater. 2006, 18, 2073 10.1002/adma.200501576
3. Zhi, L.; Wang, J.; Cui, G.; Kastler, M.; Schmaltz, B.; Kolb, U.; Jonas, U.; Müllen, K. Adv. Mater. 2007, 19, 1849 10.1002/adma.200602365
4. Liang, C.; Li, Z.; Dai, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 3696 10.1002/anie.200702046
5. Hu, B.; Wang, K.; Wu, L.; Yu, S. H.; Antonietti, M.; Titirici, M. M. Adv. Mater. 2010, 22, 813 10.1002/adma.200902812
6. Yang, W.; Fellinger, T.-P.; Antonietti, M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 206 10.1021/ja108039j
7. Xu, H.; Guo, J.; Suslick, K. S. Adv. Mater. 2012, 24, 6028 10.1002/adma.201201915
8. Meng, Y.; Voiry, D.; Goswami, A.; Zou, X.; Huang, X.; Chhowalla, M.; Liu, Z.; Asefa, T. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 13554 10.1021/ja507463w
9. Yang, S. J.; Antonietti, M.; Fechler, N. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 8269 10.1021/jacs.5b04500
10. Zhao, J.; Lai, H.; Lyu, Z.; Jiang, Y.; Xie, K.; Wang, X.; Wu, Q.; Yang, L.; Jin, Z.; Ma, Y.; Liu, J.; Hu, Z. Adv. Mater. 2015, 27, 3541 10.1002/adma.201500945
11. Tang, J.; Liu, J.; Li, C.; Li, Y.; Tade, M. O.; Dai, S.; Yamauchi, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 54, 588 10.1002/anie.201407629
12. Xu, Z.; Zhuang, X.; Yang, C.; Cao, J.; Yao, Z.; Tang, Y.; Jiang, J.; Wu, D.; Feng, X. Adv. Mater. 2016, 28, 1981 10.1002/adma.201505131
13. Xia, Y.; Yang, Z.; Mokaya, R. Nanoscale 2010, 2, 639 10.1039/b9nr00207c
14. White, R. J.; Budarin, V.; Luque, R.; Clark, J. H.; Macquarrie, D. J. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 3401 10.1039/b822668g
15. Stein, A.; Wang, Z.; Fierke, M. A. Adv. Mater. 2009, 21, 265 10.1002/adma.200801492
16. Ni, D.; Wang, L.; Sun, Y.; Guan, Z.; Yang, S.; Zhou, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 4223 10.1002/anie.201000697
17. Lu, A. H.; Li, W. C.; Hao, G. P.; Spliethoff, B.; Bongard, H. J.; Schaack, B. B.; Schuth, F. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 1615 10.1002/anie.200906445
18. Lu, A. H.; Sun, T.; Li, W. C.; Sun, Q.; Han, F.; Liu, D. H.; Guo, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 11765 10.1002/anie.201105486
19. Liu, J.; Yang, T. Y.; Wang, D. W.; Lu, G. Q. M.; Zhao, D. Y.; Qiao, S. Z. Nat. Commun. 2013, 4, 2798 10.1038/ncomms3798
20. Bottger-Hiller, F.; Kempe, P.; Cox, G.; Panchenko, A.; Janssen, N.; Petzold, A.; Thurn-Albrecht, T.; Borchardt, L.; Rose, M.; Kaskel, S.; Georgi, C.; Lang, H.; Spange, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 6088 10.1002/anie.201209849
21. Roberts, A. D.; Li, X.; Zhang, H. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 4341 10.1039/c4cs00071d
22. Chen, Y.; Xu, P.; Wu, M.; Meng, Q.; Chen, H.; Shu, Z.; Wang, J.; Zhang, L.; Li, Y.; Shi, J. Adv. Mater. 2014, 26, 4294 10.1002/adma.201400303
23. Wang, L.; Sun, Q.; Wang, X.; Wen, T.; Yin, J. J.; Wang, P.; Bai, R.; Zhang, X. Q.; Zhang, L. H.; Lu, A. H.; Chen, C. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1947 10.1021/ja511560b
24. Xu, F.; Tang, Z.; Huang, S.; Chen, L.; Liang, Y.; Mai, W.; Zhong, H.; Fu, R.; Wu, D. Nat. Commun. 2015, 6, 7221 10.1038/ncomms8221
25. Xin, S.; Yin, Y.-X.; Wan, L.-J.; Guo, Y.-G. Part. Part. Syst. Char. 2013, 30, 321 10.1002/ppsc.201300029
26. Zhang, P.; Qiao, Z.-A.; Dai, S. Chem. Commun. 2015, 51, 9246 10.1039/C5CC01759A
27. Ikeda, S.; Ishino, S.; Harada, T.; Okamoto, N.; Sakata, T.; Mori, H.; Kuwabata, S.; Torimoto, T.; Matsumura, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 7063 10.1002/anie.200602700
28. Liu, R.; Mahurin, S. M.; Li, C.; Unocic, R. R.; Idrobo, J. C.; Gao, H.; Pennycook, S. J.; Dai, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 6799 10.1002/anie.201102070
29. Wang, G. H.; Hilgert, J.; Richter, F. H.; Wang, F.; Bongard, H. J.; Spliethoff, B.; Weidenthaler, C.; Schuth, F. Nat. Mater. 2014, 13, 293 10.1038/nmat3872
30. Galeano, C.; Baldizzone, C.; Bongard, H.; Spliethoff, B.; Weidenthaler, C.; Meier, J. C.; Mayrhofer, K. J. J.; Schuth, F. Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 220 10.1002/adfm.201302239
31. Galeano, C.; Meier, J. C.; Soorholtz, M.; Bongard, H.; Baldizzone, C.; Mayrhofer, K. J. J.; Schuth, F. ACS Catal. 2014, 4, 3856 10.1021/cs5003492
32. Tsang, S. C.; Cailuo, N.; Oduro, W.; Kong, A. T. S.; Clifton, L.; Yu, K. M. K.; Thiebaut, B.; Cookson, J.; Bishop, P. ACS Nano 2008, 2, 2547 10.1021/nn800400u
33. Wu, Y.; Cai, S.; Wang, D.; He, W.; Li, Y. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8975 10.1021/ja302606d
34. Yu, W.; Porosoff, M. D.; Chen, J. G. Chem. Rev. 2012, 112, 5780 10.1021/cr300096b
35. Chen, C.; Kang, Y.; Huo, Z.; Zhu, Z.; Huang, W.; Xin, H. L.; Snyder, J. D.; Li, D.; Herron, J. A.; Mavrikakis, M.; Chi, M.; More, K. L.; Li, Y.; Markovic, N. M.; Somorjai, G. A.; Yang, P.; Stamenkovic, V. R. Science 2014, 343, 1339 10.1126/science.1249061
36. Ge, J.; He, D.; Bai, L.; You, R.; Lu, H.; Lin, Y.; Tan, C.; Kang, Y. B.; Xiao, B.; Wu, Y.; Deng, Z.; Huang, W.; Zhang, H.; Hong, X.; Li, Y. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 14566 10.1021/jacs.5b08956
37. Wang, Y.-J.; Zhao, N.; Fang, B.; Li, H.; Bi, X. T.; Wang, H. Chem. Rev. 2015, 115, 3433 10.1021/cr500519c
38. Singh, A. K.; Xu, Q. ChemCatChem 2013, 5, 652 10.1002/cctc.201200591
39. Liu, X.; Wang, D.; Li, Y. Nano Today 2012, 7, 448 10.1016/j.nantod.2012.08.003
40. Sankar, M.; Dimitratos, N.; Miedziak, P. J.; Wells, P. P.; Kiely, C. J.; Hutchings, G. J. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 8099 10.1039/c2cs35296f
41. Chen, P.-C.; Liu, X.; Hedrick, J. L.; Xie, Z.; Wang, S.; Lin, Q.-Y.; Hersam, M. C.; Dravid, V. P.; Mirkin, C. A. Science 2016, 352, 1565 10.1126/science.aaf8402
42. Galeano, C.; Baldizzone, C.; Bongard, H.; Spliethoff, B.; Weidenthaler, C.; Meier, J. C.; Mayrhofer, K. J. J.; Schüth, F. Adv. Funct. Mater. 2014, 24, 220 10.1002/adfm.201302239
43. Zignani, S. C.; Antolini, E.; Gonzalez, E. R. J. Power Sources 2008, 182, 83 10.1016/j.jpowsour.2008.03.061
44. Bauer, J. C.; Chen, X.; Liu, Q.; Phan, T.-H.; Schaak, R. E. J. Mater. Chem. 2008, 18, 275 10.1039/B712035D
45. Cui, X. Z.; Shi, J. L.; Zhang, L. X.; Ruan, M. L.; Gao, J. H. Carbon 2009, 47, 186 10.1016/j.carbon.2008.09.054
46. Banerjee, R.; Phan, A.; Wang, B.; Knobler, C.; Furukawa, H.; O'Keeffe, M.; Yaghi, O. M. Science 2008, 319, 939 10.1126/science.1152516
47. Yang, S.; Peng, L.; Huang, P.; Wang, X.; Sun, Y.; Cao, C.; Song, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 4016 10.1002/anie.201600455
48. Hong, S.; Yoo, J.; Park, N.; Lee, S. M.; Park, J.-G.; Park, J. H.; Son, S. U. Chem. Commun. 2015, 51, 17724 10.1039/C5CC06873H
49. Lee, H. J.; Choi, S.; Oh, M. Chem. Commun. 2014, 50, 4492 10.1039/c4cc00943f
50. Wang, X.; Zhong, W.; Li, Y. Catal. Sci. Technol. 2015, 5, 1014 10.1039/C4CY01147C
51. Yang, H.; Kruger, P. E.; Telfer, S. G. Inorg. Chem. 2015, 54, 9483 10.1021/acs.inorgchem.5b01352
52. Aijaz, A.; Fujiwara, N.; Xu, Q. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6790 10.1021/ja5003907
53. Jiang, H. L.; Liu, B.; Lan, Y. Q.; Kuratani, K.; Akita, T.; Shioyama, H.; Zong, F.; Xu, Q. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11854 10.1021/ja203184k
54. Amali, A. J.; Sun, J. K.; Xu, Q. Chem. Commun. 2014, 50, 1519 10.1039/C3CC48112C
55. Tang, J.; Salunkhe, R. R.; Liu, J.; Torad, N. L.; Imura, M.; Furukawa, S.; Yamauchi, Y. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1572 10.1021/ja511539a
56. Chen, Y. Z.; Wang, C.; Wu, Z. Y.; Xiong, Y.; Xu, Q.; Yu, S. H.; Jiang, H. L. Adv. Mater. 2015, 27, 5010 10.1002/adma.201502315
57. Lu, G.; Li, S.; Guo, Z.; Farha, O. K.; Hauser, B. G.; Qi, X.; Wang, Y.; Wang, X.; Han, S.; Liu, X.; DuChene, J. S.; Zhang, H.; Zhang, Q.; Chen, X.; Ma, J.; Loo, S. C.; Wei, W. D.; Yang, Y.; Hupp, J. T.; Huo, F. Nat. Chem. 2012, 4, 310 10.1038/nchem.1272
58. Chen, L.; Peng, Y.; Wang, H.; Gu, Z.; Duan, C. Chem. Commun. 2014, 50, 8651 10.1039/C4CC02818J
59. Hu, P.; Zhuang, J.; Chou, L. Y.; Lee, H. K.; Ling, X. Y.; Chuang, Y. C.; Tsung, C. K. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10561 10.1021/ja5048522
60. Mistry, H.; Varela, A. S.; Kühl, S.; Strasser, P.; Cuenya, B. R. Nat. Rev. Mater. 2016, 1, 16009 10.1038/natrevmats.2016.9
61. Venna, S. R.; Jasinski, J. B.; Carreon, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 18030 10.1021/ja109268m
62. Ejima, H.; Richardson, J. J.; Caruso, F. Polym. J. 2014, 46, 452 10.1038/pj.2014.32
63. Zhang, K.; Lively, R. P.; Zhang, C.; Koros, W. J.; Chance, R. R. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 7214 10.1021/jp401548b
64. Nanda, K. K.; Sahu, S. N.; Behera, S. N. Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 2002, 66, 013208 10.1103/PhysRevA.66.013208
65. Li, Z.; Yu, R.; Huang, J.; Shi, Y.; Zhang, D.; Zhong, X.; Wang, D.; Wu, Y.; Li, Y. Nat. Commun. 2015, 6, 8248 10.1038/ncomms9248
66. Han, C.; Lu, Y.; Zhang, J.; Ge, L.; Li, Y.; Chen, C.; Xin, Y.; Wu, L.; Fang, S. J. Mater. Chem. A 2015, 3, 23274 10.1039/C5TA05370F
67. Thommes, M.; Kaneko, K.; Neimark, A. V.; Olivier, J. P.; Rodriguez-Reinoso, F.; Rouquerol, J.; Sing, K. S. W. Pure Appl. Chem. 2015, 87, 1051 10.1515/pac-2014-1117
68. Walton, K. S.; Snurr, R. Q. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8552 10.1021/ja071174k
69. Corma, A.; Serna, P.; Concepcion, P.; Calvino, J. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8748 10.1021/ja800959g
70. Wienhöfer, G.; Sorribes, I.; Boddien, A.; Westerhaus, F.; Junge, K.; Junge, H.; Llusar, R.; Beller, M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 12875 10.1021/ja2061038
71. 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
72. Kataoka, S.; Takeuchi, Y.; Harada, A.; Takagi, T.; Takenaka, Y.; Fukaya, N.; Yasuda, H.; Ohmori, T.; Endo, A. Appl. Catal., A 2012, 427-428, 119 10.1016/j.apcata.2012.03.041
73. Nie, R. F.; Wang, J. H.; Wang, L. N.; Qin, Y.; Chen, P.; Hou, Z. Y. Carbon 2012, 50, 586 10.1016/j.carbon.2011.09.017
74. Gu, J.; Zhang, Z. Y.; Hu, P.; Ding, L. P.; Xue, N. H.; Peng, L. M.; Guo, X. F.; Lin, M.; Ding, W. P. ACS Catal. 2015, 5, 6893 10.1021/acscatal.5b01823
75. Chen, Y.; Wang, C.; Liu, H.; Qiu, J.; Bao, X. Chem. Commun. 2005, 5298 10.1039/b509595f
76. Serna, P.; Concepción, P.; Corma, A. J. Catal. 2009, 265, 19 10.1016/j.jcat.2009.04.004
77. Zhang, S.; Chang, C. R.; Huang, Z. Q.; Li, J.; Wu, Z.; Ma, Y.; Zhang, Z.; Wang, Y.; Qu, Y. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2629 10.1021/jacs.5b11413
78. Blaser, H.-U.; Steiner, H.; Studer, M. ChemCatChem 2009, 1, 210 10.1002/cctc.200900129
79. Lara, P.; Philippot, K. Catal. Sci. Technol. 2014, 4, 2445 10.1039/c4cy00111g