Theoretical Insights and the Corresponding Construction of Supported Metal Catalysts for Highly Selective CO2 to CO Conversion

ACS Catalysis

Volumn 7, Issue 7, 2017, Pages 4613-4620

  Chen, Xiaodong ^a,b   Su, Xiong ^a   Su, Hai Yan ^a   Liu, Xiaoyan ^a   Miao, Shu ^a   Zhao, Yonghui ^a   Sun, Keju ^c   Huang, Yanqiang ^a   Zhang, Tao ^a  

^a DALIAN INSTITUTE OF CHEMICAL PHYSICS   (China)

^b UNIVERSITY OF CHINESE ACADEMY OF SCIENCES   (China)

^c YANSHAN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

CO2 conversion; RWGS reaction; selectivity; supported metal catalysts; theoretical insights

Indexed keywords

CARBON DIOXIDE; CARBONYLATION; CATALYST ACTIVITY; CATALYST SELECTIVITY; CATALYSTS; DESORPTION; DISSOCIATION; METALS; WATER GAS SHIFT;

CATALYTIC PERFORMANCE; COORDINATION NUMBER; DISSOCIATION BARRIER; REVERSE WATER-GAS SHIFT REACTION; RWGS REACTION; SELECTIVE CATALYSTS; SUPPORTED-METAL CATALYSTS; THEORETICAL INSIGHTS;

CATALYST SUPPORTS;

EID: 85024933603     PISSN: None     EISSN: 21555435     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acscatal.7b00903     Document Type: Article

References (60)

1. Aresta, M.; Dibenedetto, A.; Angelini, A. Chem. Rev. 2014, 114, 1709-1742 10.1021/cr4002758
2. von der Assen, N.; Voll, P.; Peters, M.; Bardow, A. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 7982-7994 10.1039/C3CS60373C
3. Liu, Q.; Wu, L. P.; Jackstell, R.; Beller, M. Nat. Commun. 2015, 6, 5933 10.1038/ncomms6933
4. Kunkes, E. L.; Studt, F.; Abild-Pedersen, F.; Schlogl, R.; Behrens, M. J. Catal. 2015, 328, 43-48 10.1016/j.jcat.2014.12.016
5. Behrens, M. et al. Science 2012, 336, 893-897 10.1126/science.1219831
6. Studt, F. et al. Nat. Chem. 2014, 6, 320-324 10.1038/nchem.1873
7. Klankermayer, J.; Wesselbaum, S.; Beydoun, K.; Leitner, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 7296-7343 10.1002/anie.201507458
8. Kim, S. S.; Lee, H. H.; Hong, S. C. Appl. Catal., B 2012, 119-120, 100-108 10.1016/j.apcatb.2012.02.023
9. Kwak, J. H.; Kovarik, L.; Szanyi, J. J. ACS Catal. 2013, 3, 2094-2100 10.1021/cs4001392
10. Porosoff, M. D.; Yan, B. H.; Chen, J. G. G. Energy Environ. Sci. 2016, 9, 62-73 10.1039/C5EE02657A
11. Matsubu, J. C.; Zhang, S.; DeRita, L.; Marinkovic, N. S.; Chen, J. G. G.; Graham, G. W.; Pan, X.; Christopher, P. Nat. Chem. 2016, 9, 120-127 10.1038/nchem.2607
12. Martin, O.; Mondelli, C.; Cervellino, A.; Ferri, D.; Curulla-Ferré, D.; Pérez-Ramírez, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 11031-11036 10.1002/anie.201603204
13. Chen, X. D.; Su, X.; Duan, H. M.; Liang, B. L.; Huang, Y. Q.; Zhang, T. Catal. Today 2017, 281, 312-318 10.1016/j.cattod.2016.03.020
14. Porosoff, M. D.; Shyam, K.; Li, W. H.; Liu, P.; Chen, J. G. G. Chem. Commun. 2015, 51, 6988-6991 10.1039/C5CC01545F
15. Wang, X.; Hong, Y. C.; Shi, H.; Szanyi, J. J. Catal. 2016, 343, 185-195 10.1016/j.jcat.2016.02.001
16. Wang, X.; Hong, Y. C.; Shi, H.; Szanyi, J. ACS Catal. 2015, 5, 6337-6349 10.1021/acscatal.5b01464
17. Arunajatesan, V.; Subramaniam, B.; Hutchenson, K. W.; Herkes, F. E. Chem. Eng. Sci. 2007, 62, 5062-5069 10.1016/j.ces.2007.01.010
18. Wu, H. C.; Chang, Y. C.; Wu, J. H.; Lin, J. H.; Lin, I. K.; Chen, C. S. Catal. Sci. Technol. 2015, 5, 4154-4163 10.1039/C5CY00667H
19. Matsubu, J. C.; Yang, V. N.; Christopher, P. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 3076-3084 10.1021/ja5128133
20. Kwak, J. H.; Kovarik, L.; Szanyi, J. ACS Catal. 2013, 3, 2449-2455 10.1021/cs400381f
21. Carrasquillo-Flores, R. et al. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 10317-10325 10.1021/jacs.5b05945
22. Porosoff, M. D.; Yang, X. F.; Boscoboinik, J. A.; Chen, J. G. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 6705-6709 10.1002/anie.201404109
23. Kattel, S.; Yu, W. T.; Yang, X. F.; Yan, B. H.; Huang, Y. Q.; Wan, W. M.; Liu, P.; Chen, J. G. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2016, 55, 7968-7973 10.1002/anie.201601661
24. Goguet, A.; Meunier, F.; Breen, J. P.; Burch, R.; Petch, M. I.; Ghenciu, A. F. J. Catal. 2004, 226, 382-392 10.1016/j.jcat.2004.06.011
25. Liang, B. L.; Duan, H. M.; Su, X.; Chen, X. D.; Huang, Y. Q.; Chen, X. W.; Delgado, J. J.; Zhang, T. Catal. Today 2017, 281, 319-326 10.1016/j.cattod.2016.02.051
26. Schumann, J.; Eichelbaum, M.; Lunkenbein, T.; Thomas, N.; álvarez Galván, M. C.; Schlögl, R.; Behrens, M. ACS Catal. 2015, 5, 3260-3270 10.1021/acscatal.5b00188
27. Kim, D. H.; Park, J. L.; Park, E. J.; Kim, Y. D.; Uhm, S. ACS Catal. 2014, 4, 3117-3122 10.1021/cs500476e
28. Porosoff, M. D.; Chen, J. G. G. J. Catal. 2013, 301, 30-37 10.1016/j.jcat.2013.01.022
29. Willauer, H. D.; Ananth, R.; Olsen, M. T.; Drab, D. M.; Hardy, D. R.; Williams, F. W. J. CO2 Util. 2013, 3-4, 56-64 10.1016/j.jcou.2013.10.003
30. Sharma, S.; Hu, Z. P.; Zhang, P.; McFarland, W. E.; Metiu, H. J. Catal. 2011, 278, 297-309 10.1016/j.jcat.2010.12.015
31. Kresse, G.; Furthmuller, J. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1996, 54, 11169-11186 10.1103/PhysRevB.54.11169
32. Wang, Y.; Perdew, J. P. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1991, 44, 13298-13307 10.1103/PhysRevB.44.13298
33. Monkhorst, H. J.; Pack, J. D. Phys. Rev. B 1976, 13, 5188-5192 10.1103/PhysRevB.13.5188
34. Milman, V.; Winkler, B.; White, J. A.; Pickard, C. J.; Payne, M. C.; Akhmatskaya, E. V.; Nobes, R. H. Int. J. Quantum Chem. 2000, 77, 895-910 10.1002/(SICI)1097-461X(2000)77:5<895::AID-QUA10>3.0.CO;2-C
35. Linsebigler, A.; Lu, G.; Yates, J. T. Chem. Rev. 1995, 95, 735-758 10.1021/cr00035a013
36. Sun, K. J.; Zhao, Y. H.; Su, H. Y.; Li, W. X. Theor. Chem. Acc. 2012, 131, 1118 10.1007/s00214-012-1118-x
37. Henkelman, G.; Jonsson, H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9978-9985 10.1063/1.1323224
38. Sun, A. H.; Guo, P. J.; Li, Z. X.; Li, Y.; Cui, P. J. Alloys Compd. 2009, 481, 605-609 10.1016/j.jallcom.2009.03.045
39. Bi, Q.-Y.; Du, X.-L.; Liu, Y.-M.; Cao, Y.; He, H.-Y.; Fan, K.-N. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8926-8933 10.1021/ja301696e
40. Coenen, J. W. E.; van Nisselrooy, P. F. M. T.; de Croon, M. H. J. M.; van Dooren, P. F. H. A.; van Meerten, R. Z. C. Appl. Catal. 1986, 25, 1-8 10.1016/S0166-9834(00)81215-4
41. Ho, S.; Harriott, P. J. Catal. 1980, 64, 272-283 10.1016/0021-9517(80)90502-3
42. Andersson, M. P.; Abild-Pedersen, F.; Remediakis, I. N.; Bligaard, T.; Jones, G.; Engbæk, J.; Lytken, O.; Horch, S.; Nielsen, J. H.; Sehested, J.; Rostrup-Nielsen, J. R.; Nørskov, J. K.; Chorkendorff, I. J. Catal. 2008, 255, 6-19 10.1016/j.jcat.2007.12.016
43. Ciobîcǎ, I. M.; Kramer, G. J.; Ge, Q.; Neuroc, M.; van Santen, R. A. J. Catal. 2002, 212, 136-144 10.1006/jcat.2002.3742
44. Liu, J. X.; Su, H. Y.; Li, W. X. Catal. Today 2013, 215, 36-42 10.1016/j.cattod.2013.04.024
45. Huo, C. F.; Li, Y. W.; Wang, J. G.; Jiao, H. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14713-14721 10.1021/ja9021864
46. Liu, J.-X.; Su, H.-Y.; Sun, D.-P.; Zhang, B.-Y.; Li, W.-X. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16284-16287 10.1021/ja408521w
47. Ciobica, I. M.; van Santen, R. A. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 3808-3812 10.1021/jp030010x
48. Zubkov, T.; Morgan, G. A., Jr.; Yates, J. T., Jr.; Kühlert, O.; Lisowski, M.; Schillinger, R.; Fick, D.; Jänsch, H. J. Surf. Sci. 2003, 526, 57-71 10.1016/S0039-6028(02)02655-9
49. Liu, Z. P.; Hu, P. J. Chem. Phys. 2001, 115, 4977-4980 10.1063/1.1403006
50. Watanabe, T.; Funakubo, H.; Saito, K.; Suzuki, T.; Fujimoto, M.; Osada, M.; Noguchi, Y.; Miyayama, M. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 1660-1662 10.1063/1.1503850
51. Xu, J. H.; Su, X.; Duan, H. M.; Hou, B. L.; Lin, Q. Q.; Liu, X. Y.; Pan, X. L.; Pei, G. X.; Geng, H. R.; Huang, Y. Q.; Zhang, T. J. Catal. 2016, 333, 227-237 10.1016/j.jcat.2015.10.025
52. Lin, Q. Q.; Liu, X. Y.; Jiang, Y.; Wang, Y.; Huang, Y. Q.; Zhang, T. Catal. Sci. Technol. 2014, 4, 2058-2063 10.1039/c4cy00030g
53. Li, W.-Z.; Kovarik, L.; Mei, D. H.; Liu, J.; Wang, Y.; Peden, C. H. F. Nat. Commun. 2013, 4, 2481 10.1038/ncomms3481
54. Qiao, B. T.; Wang, A. Q.; Yang, X. F.; Allard, L. F.; Jiang, Z.; Cui, Y. T.; Liu, J. Y.; Li, J.; Zhang, T. Nat. Chem. 2011, 3, 634-641 10.1038/nchem.1095
55. Kaden, W. E.; Büchner, C.; Lichtenstein, L.; Stuckenholz, S.; Ringleb, F.; Heyde, M.; Sterrer, M.; Freund, H.-J.; Giordano, L.; Pacchioni, G.; Nelin, C. J.; Bagus, P. S. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2014, 89, 115436-115443 10.1103/PhysRevB.89.115436
56. Roberts, F. S.; Anderson, S. L.; Reber, A. C.; Khanna, S. N. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 6033-6046 10.1021/jp512263w
57. Dai, Y.; Gorey, T. J.; Anderson, S. L.; Lee, S.; Lee, S.; Seifert, S.; Winans, R. E. J. Phys. Chem. C 2017, 121, 361-374 10.1021/acs.jpcc.6b10167
58. Liu, Z. P.; Hu, P. J. Chem. Phys. 2001, 114, 8244-8247 10.1063/1.1372512
59. Nørskov, J. K.; Bligaard, T.; Logadottir, A.; Bahn, S.; Hansen, L. B.; Bollinger, M.; Bengaard, H.; Hammer, B.; Sljivancanin, Z.; Mavrikakis, M.; Xu, Y.; Dahl, S.; Jacobsen, C. J. H. J. Catal. 2002, 209, 275-278 10.1006/jcat.2002.3615
60. Shetty, S.; Jansen, A. P. J.; van Santen, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12874-12875 10.1021/ja9044482