Enhanced Nickel-Catalyzed Methanation Confined under Hexagonal Boron Nitride Shells

ACS Catalysis

Volumn 6, Issue 10, 2016, Pages 6814-6822

  Gao, Lijun ^a,b   Fu, Qiang ^b   Wei, Mingming ^b   Zhu, Yifeng ^b   Liu, Qiang ^c,d   Crumlin, Ethan ^e   Liu, Zhi ^c,d   Bao, Xinhe ^b  

^a UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA   (China)

^b DALIAN INSTITUTE OF CHEMICAL PHYSICS   (China)

^c SHANGHAI INSTITUTE OF MICROSYSTEM AND INFORMATION TECHNOLOGY   (China)

^d SHANGHAITECH UNIVERSITY   (China)

^e LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

core shell; hexagonal boron nitride (h BN); intercalation; nickel; syngas methanation

Indexed keywords

BORON NITRIDE; CARBON; CATALYSIS; CATALYST ACTIVITY; CATALYSTS; HYDROGENATION; INTERCALATION; INTERFACES (MATERIALS); METAL NANOPARTICLES; METALS; METHANATION; NANOPARTICLES; NICKEL; NITRIDES; SINTERING; SURFACE REACTIONS; SYNTHESIS GAS;

CORE SHELL; HEXAGONAL BORON NITRIDE; HEXAGONAL BORON NITRIDE (H-BN); HIGH CATALYTIC PERFORMANCE; NI-CATALYZED REACTION; SURFACE SCIENCE STUDIES; SYN-GAS; TWO DIMENSIONAL (2 D);

SHELLS (STRUCTURES);

EID: 84990855300     PISSN: None     EISSN: 21555435     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acscatal.6b02188     Document Type: Article

References (57)

1. Bartholomew, C. H. Appl. Catal., A 2001, 212, 17-60 10.1016/S0926-860X(00)00843-7
2. Forzatti, P.; Lietti, L. Catal. Today 1999, 52, 165-181 10.1016/S0920-5861(99)00074-7
3. Moulijn, J. A.; van Diepen, A. E.; Kapteijn, F. Appl. Catal., A 2001, 212, 3-16 10.1016/S0926-860X(00)00842-5
4. Hansen, T. W.; DeLaRiva, A. T.; Challa, S. R.; Datye, A. K. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1720-1730 10.1021/ar3002427
5. Wei, S.; Wang, Q.; Zhu, J.; Sun, L.; Lin, H.; Guo, Z. Nanoscale 2011, 3, 4474-4502 10.1039/c1nr11000d
6. De Rogatis, L.; Cargnello, M.; Gombac, V.; Lorenzut, B.; Montini, T.; Fornasiero, P. ChemSusChem 2010, 3, 24-42 10.1002/cssc.200900151
7. Gawande, M. B.; Goswami, A.; Asefa, T.; Guo, H.; Biradar, A. V.; Peng, D.-L.; Zboril, R.; Varma, R. S. Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 7540-7590 10.1039/C5CS00343A
8. Tian, H.; Li, X.; Zeng, L.; Gong, J. ACS Catal. 2015, 5, 4959-4977 10.1021/acscatal.5b01221
9. Zhang, Q.; Lee, I.; Joo, J. B.; Zaera, F.; Yin, Y. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1816-1824 10.1021/ar300230s
10. Li, S.; Boucheron, T.; Tuel, A.; Farrusseng, D.; Meunier, F. Chem. Commun. 2014, 50, 1824-1826 10.1039/c3cc48648f
11. Lu, J.; Fu, B.; Kung, M. C.; Xiao, G.; Elam, J. W.; Kung, H. H.; Stair, P. C. Science 2012, 335, 1205-1208 10.1126/science.1212906
12. Joo, S. H.; Park, J. Y.; Tsung, C.-K.; Yamada, Y.; Yang, P.; Somorjai, G. A. Nat. Mater. 2009, 8, 126-131 10.1038/nmat2329
13. Ma, Z.; Dai, S. ACS Catal. 2011, 1, 805-818 10.1021/cs200100w
14. Fu, T.; Wang, M.; Cai, W.; Cui, Y.; Gao, F.; Peng, L.; Chen, W.; Ding, W. ACS Catal. 2014, 4, 2536-2543 10.1021/cs500523k
15. Cui, X.; Li, Y.; Bachmann, S.; Scalone, M.; Surkus, A.-E.; Junge, K.; Topf, C.; Beller, M. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 10652-10658 10.1021/jacs.5b05674
16. Wu, Z.; Lv, Y.; Xia, Y.; Webley, P. A.; Zhao, D. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2236-2245 10.1021/ja209753w
17. Edwards, R. S.; Coleman, K. S. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 23-30 10.1021/ar3001266
18. Geim, A. K.; Grigorieva, I. V. Nature 2013, 499, 419-425 10.1038/nature12385
19. Bhimanapati, G. R.; Lin, Z.; Meunier, V.; Jung, Y.; Cha, J.; Das, S.; Xiao, D.; Son, Y.; Strano, M. S.; Cooper, V. R.; Liang, L.; Louie, S. G.; Ringe, E.; Zhou, W.; Kim, S. S.; Naik, R. R.; Sumpter, B. G.; Terrones, H.; Xia, F.; Wang, Y.; Zhu, J.; Akinwande, D.; Alem, N.; Schuller, J. A.; Schaak, R. E.; Terrones, M.; Robinson, J. A. ACS Nano 2015, 9, 11509-11539 10.1021/acsnano.5b05556
20. Wei, M.; Fu, Q.; Yang, Y.; Wei, W.; Crumlin, E.; Bluhm, H.; Bao, X. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 13590-13597 10.1021/acs.jpcc.5b01395
21. Zhang, H.; Fu, Q.; Cui, Y.; Tan, D.; Bao, X. J. Phys. Chem. C 2009, 113, 8296-8301 10.1021/jp810514u
22. Feng, X.; Maier, S.; Salmeron, M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5662-5668 10.1021/ja3003809
23. Mu, R.; Fu, Q.; Jin, L.; Yu, L.; Fang, G.; Tan, D.; Bao, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 4856-4859 10.1002/anie.201200413
24. Duong, D. L.; Han, G. H.; Lee, S. M.; Gunes, F.; Kim, E. S.; Kim, S. T.; Kim, H.; Ta, Q. H.; So, K. P.; Yoon, S. J. Nature 2012, 490, 235-239 10.1038/nature11562
25. Politano, A.; Cattelan, M.; Boukhvalov, D. W.; Campi, D.; Cupolillo, A.; Agnoli, S.; Apostol, N. G.; Lacovig, P.; Lizzit, S.; Farías, D. ACS Nano 2016, 10, 4543-4549 10.1021/acsnano.6b00554
26. Grånäs, E.; Andersen, M.; Arman, M. A.; Gerber, T.; Hammer, B.; Schnadt, J.; Andersen, J. N.; Michely, T.; Knudsen, J. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 16438-16447 10.1021/jp4043045
27. Schriver, M.; Regan, W.; Gannett, W. J.; Zaniewski, A. M.; Crommie, M. F.; Zettl, A. ACS Nano 2013, 7, 5763-5768 10.1021/nn4014356
28. Yao, Y.; Fu, Q.; Zhang, Y. Y.; Weng, X.; Li, H.; Chen, M.; Jin, L.; Dong, A.; Mu, R.; Jiang, P.; Liu, L.; Bluhm, H.; Liu, Z.; Zhang, S. B.; Bao, X. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2014, 111, 17023-17028 10.1073/pnas.1416368111
29. Zhang, Y.; Weng, X.; Li, H.; Li, H.; Wei, M.; Xiao, J.; Liu, Z.; Chen, M.; Fu, Q.; Bao, X. Nano Lett. 2015, 15, 3616-3623 10.1021/acs.nanolett.5b01205
30. Zhang, Y.; Fu, Q.; Cui, Y.; Mu, R.; Jin, L.; Bao, X. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 19042-19048 10.1039/c3cp52115j
31. Fu, Q.; Bao, X. Chin. J. Catal. 2015, 36, 517-519 10.1016/S1872-2067(15)60828-2
32. Deng, D.; Novoselov, K. S.; Fu, Q.; Zheng, N.; Tian, Z.; Bao, X. Nat. Nanotechnol. 2016, 11, 218-230 10.1038/nnano.2015.340
33. Wang, C.; Zhai, P.; Zhang, Z.; Zhou, Y.; Zhang, J.; Zhang, H.; Shi, Z.; Han, R. P. S.; Huang, F.; Ma, D. J. Catal. 2016, 334, 42-51 10.1016/j.jcat.2015.10.004
34. Liu, Q.; Gao, J.; Zhang, M.; Li, H.; Gu, F.; Xu, G.; Zhong, Z.; Su, F. RSC Adv. 2014, 4, 16094-16103 10.1039/C4RA00746H
35. Gao, J.; Liu, Q.; Gu, F.; Liu, B.; Zhong, Z.; Su, F. RSC Adv. 2015, 5, 22759-22776 10.1039/C4RA16114A
36. Besenbacher, F.; Chorkendorff, I.; Clausen, B.; Hammer, B.; Molenbroek, A.; Nørskov, J. K.; Stensgaard, I. Science 1998, 279, 1913-1915 10.1126/science.279.5358.1913
37. Courson, C.; Makaga, E.; Petit, C.; Kiennemann, A. Catal. Today 2000, 63, 427-437 10.1016/S0920-5861(00)00488-0
38. Mirodatos, C.; Praliaud, H.; Primet, M. J. Catal. 1987, 107, 275-287 10.1016/0021-9517(87)90294-6
39. Munnik, P.; Velthoen, M. E. Z.; de Jongh, P. E.; de Jong, K. P.; Gommes, C. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 9493-9497 10.1002/anie.201404103
40. Mihaylov, M.; Hadjiivanov, K.; Knözinger, H. Catal. Lett. 2001, 76, 59-63 10.1023/A:1016786023456
41. Fu, Y.; Wu, Y.; Cai, W.; Yue, B.; He, H. Sci. China: Chem. 2015, 58, 148-155 10.1007/s11426-014-5251-3
42. Pan, X.; Bao, X. Acc. Chem. Res. 2011, 44, 553-562 10.1021/ar100160t
43. Li, J.; Gao, L. J. Mater. Chem. 2003, 13, 628-630 10.1039/b210385k
44. Zhi, C.; Bando, Y.; Tang, C.; Kuwahara, H.; Golberg, D. Adv. Mater. 2009, 21, 2889-2893 10.1002/adma.200900323
45. Zhang, C.; Fu, L.; Zhao, S.; Zhou, Y.; Peng, H.; Liu, Z. Adv. Mater. 2014, 26, 1776-1781 10.1002/adma.201304301
46. Suzuki, S.; Molto Pallares, R.; Orofeo, C. M.; Hibino, H. J. Vac. Sci. Technol. B 2013, 31, 041804 10.1116/1.4810965
47. Guimon, C.; Gonbeau, D.; Pfister-Guillouzo, G.; Dugne, O.; Guette, A.; Naslain, R.; Lahaye, M. Surf. Interface Anal. 1990, 16, 440-445 10.1002/sia.740160191
48. Montero, I.; Galán, L.; Osòrio, S. P.; Martínez-Duart, J. M.; Perrière, J. Surf. Interface Anal. 1994, 21, 809-813 10.1002/sia.740211112
49. Das, M.; Basu, A. K.; Ghatak, S.; Joshi, A. G. J. Eur. Ceram. Soc. 2009, 29, 2129-2134 10.1016/j.jeurceramsoc.2008.12.004
50. Park, J. C.; Bang, J. U.; Lee, J.; Ko, C. H.; Song, H. J. Mater. Chem. 2010, 20, 1239-1246 10.1039/B918446E
51. Yang, Y.; Fu, Q.; Li, H.; Wei, M.; Xiao, J.; Wei, W.; Bao, X. ACS Nano 2015, 9, 11589-11598 10.1021/acsnano.5b05509
52. Starr, D.; Liu, Z.; Hävecker, M.; Knop-Gericke, A.; Bluhm, H. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 5833-5857 10.1039/c3cs60057b
53. Grass, M. E.; Karlsson, P. G.; Aksoy, F.; Lundqvist, M.; Wannberg, B.; Mun, B. S.; Hussain, Z.; Liu, Z. Rev. Sci. Instrum. 2010, 81, 053106 10.1063/1.3427218
54. Yang, Y.; Fu, Q.; Wei, M.; Bluhm, H.; Bao, X. Nano Res. 2015, 8, 227-237 10.1007/s12274-014-0639-0
55. Kong, X.; Zhu, Y.; Zheng, H.; Li, X.; Zhu, Y.; Li, Y.-W. ACS Catal. 2015, 5, 5914-5920 10.1021/acscatal.5b01080
56. Banhart, F.; Kotakoski, J.; Krasheninnikov, A. V. ACS Nano 2011, 5, 26-41 10.1021/nn102598m
57. Huang, P. Y.; Ruiz-Vargas, C. S.; van der Zande, A. M.; Whitney, W. S.; Levendorf, M. P.; Kevek, J. W.; Garg, S.; Alden, J. S.; Hustedt, C. J.; Zhu, Y.; Park, J.; McEuen, P. L.; Muller, D. A. Nature 2011, 469, 389-392 10.1038/nature09718