Metadynamics-Biased ab Initio Molecular Dynamics Study of Heterogeneous CO2 Reduction via Surface Frustrated Lewis Pairs

ACS Catalysis

Volumn 6, Issue 10, 2016, Pages 7109-7117

  Ghoussoub, Mireille ^a   Yadav, Shwetank ^a   Ghuman, Kulbir Kaur ^a   Ozin, Geoffrey A ^a   Singh, Chandra Veer ^a  

^a UNIVERSITY OF TORONTO   (Canada)

Author keywords

ab intio molecular dynamics; CO2 reduction; hydrogen dissociation; metadynamics; reverse water gas shift reaction; surface frustrated Lewis pairs

Indexed keywords

CARBON DIOXIDE; CATALYST ACTIVITY; CHEMICAL SHIFT; DISSOCIATION; FREE ENERGY; INDIUM; MOLECULAR DYNAMICS; REACTION KINETICS; SURFACE REACTIONS;

AB INTIO; FRUSTRATED LEWIS PAIRS; HYDROGEN DISSOCIATION; METADYNAMICS; REVERSE WATER-GAS SHIFT REACTION;

WATER GAS SHIFT;

EID: 84990852364     PISSN: None     EISSN: 21555435     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acscatal.6b01545     Document Type: Article

References (37)

1. Olah, G. A.; Goeppert, A.; Surya Prakash, G. K. J. Org. Chem. 2009, 74, 487-498 10.1021/jo801260f
2. Aresta, M. Wiley-VCH: Weinheim, Germany, 2010.
3. Ozin, G. Adv. Mater. 2015, 27, 1957-1963 10.1002/adma.201500116
4. Centi, G.; Quadrelli, E. A.; Perathoner, S. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1711-1731 10.1039/c3ee00056g
5. Qiao, J.; Liu, Y.; Hong, F.; Zhang, J. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 631-675 10.1039/C3CS60323G
6. Stephan, D. W.; Erker, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 6400-6441 10.1002/anie.201409800
7. Rokob, T. A.; Hamza, A.; Stirling, A.; Soós, T.; Pápai, I. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 2435-2438 10.1002/anie.200705586
8. Stephan, D. W.; Erker, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 46-76 10.1002/anie.200903708
9. Stephan, D. W. Frustrated Lewis Pairs J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 10018-10032 10.1021/jacs.5b06794
10. Mömming, C. M.; Otten, E.; Kehr, G.; Fröhlich, R.; Grimme, S.; Stephan, D. W.; Erker, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 6643-6646 10.1002/anie.200901636
11. Zhao, X.; Stephan, D. W. Chem. Commun. 2011, 47, 1833-1835 10.1039/c0cc04791k
12. Courtemanche, M.-A.; Légaré, M.-A.; Maron, L.; Fontaine, F.-G. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10708-10717 10.1021/ja5047846
13. Ménard, G.; Stephan, D. W. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1796-1797 10.1021/ja9104792
14. Sgro, M. J.; Domer, J.; Stephan, D. W. Chem. Commun. 2012, 48, 7253-7255 10.1039/c2cc33301e
15. Ashley, A. E.; Thompson, A. L.; O'Hare, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 9839-9843 10.1002/anie.200905466
16. Berkefeld, A.; Piers, W. E.; Parvez, M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10660-10661 10.1021/ja105320c
17. Ménard, G.; Stephan, D. W. Angew. Chem. 2011, 123, 8546-8549 10.1002/ange.201103600
18. Hoch, L. B.; Wood, T. E.; O'Brien, P. G.; Liao, K.; Reyes, L. M.; Mims, C. A.; Ozin, G. A. Adv. Sci. 2014, 1, 1400013 10.1002/advs.201400013
19. Ghuman, K. K.; Wood, T. E.; Hoch, L. B.; Mims, C. A.; Ozin, G. A.; Singh, C. V. Phys. Chem. Chem. Phys. 2015, 17, 14623-14635 10.1039/C5CP02613J
20. Ghuman, K. K.; Hoch, L. B.; Szymanski, P.; Loh, J.; Kherani, N.; El-Sayed, M.; Ozin, G. A.; Singh, C. V. J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 1206-1214 10.1021/jacs.5b10179
21. Poznyak, S. K.; Golubev, A. N.; Kulak, A. I. Surf. Sci. 2000, 454-456, 396-401 10.1016/S0039-6028(00)00064-9
22. Bielz, T.; Lorenz, H.; Jochum, W.; Kaindl, R.; Klauser, F.; Klotzer, B.; Penner, S. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 9022-9029 10.1021/jp1017423
23. Du, N.; Zhang, H.; Chen, B. D.; Ma, X. Y.; Liu, Z. H.; Wu, J. B.; Yang, D. R. Adv. Mater. 2007, 19, 1641-1645 10.1002/adma.200602128
24. Lorenz, H.; Jochum, W.; Klötzer, B.; Stöger-Pollach, M.; Schwarz, S.; Pfaller, K.; Penner, S. Appl. Catal., A 2008, 347, 34-42 10.1016/j.apcata.2008.05.028
25. Barducci, A.; Bussi, G.; Parrinello, M. Phys. Rev. Lett. 2008, 100, 020603 10.1103/PhysRevLett.100.020603
26. Barducci, A.; Bonomi, M.; Parrinello, M. WIREs Comput. Mol. Sci. 2011, 1, 826-843 10.1002/wcms.31
27. Ghuman, K. K.; Yadav, S.; Singh, C. V. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 6518-6529 10.1021/jp510899m
28. Urakawa, A.; Iannuzzi, M.; Hutter, J.; Baiker, A. Chem.-Eur. J. 2007, 13, 6828-6840 10.1002/chem.200700254
29. Kumar, P. P.; Kalinichev, A. G.; Kirkpatrick, R. J. J. Chem. Phys. 2007, 126, 204315 10.1063/1.2741552
30. Brüssel, M.; di Dio, P. J.; Muñiz, K.; Kirchner, B. Int. J. Mol. Sci. 2011, 12, 1389-1409 10.3390/ijms12021389
31. 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
32. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-3868 10.1103/PhysRevLett.77.3865
33. Kresse, G.; Joubert, D. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1999, 59, 1758 10.1103/PhysRevB.59.1758
34. Zhang, K. H. L.; Walsh, A.; Catlow, C. R. A.; Lazarov, V. K.; Egdell, R. G. Nano Lett. 2010, 10, 3740-3746 10.1021/nl102403t
35. Henkelman, G.; Arnaldsson, A.; Jónsson, H. Comput. Mater. Sci. 2006, 36, 354-360 10.1016/j.commatsci.2005.04.010
36. Sanville, E.; Kenny, S. D.; Smith, R.; Henkelman, G. J. Comput. Chem. 2007, 28, 899-908 10.1002/jcc.20575
37. Zhou, C.; Li, J.; Chen, S.; Wu, J.; Heier, K. R.; Cheng, H. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 14015-14020 10.1021/jp801229g