Catalyst Characterization—Heterogeneous
Eli Stavitski
Inorganic Chemistry and Catalysis Group, Debye Institute for NanoMaterials Science, Utrecht University, The Netherlands
Search for more papers by this authorAndrew M. Beale
Inorganic Chemistry and Catalysis Group, Debye Institute for NanoMaterials Science, Utrecht University, The Netherlands
Search for more papers by this authorBert M. Weckhuysen
Inorganic Chemistry and Catalysis Group, Debye Institute for NanoMaterials Science, Utrecht University, The Netherlands
Search for more papers by this authorEli Stavitski
Inorganic Chemistry and Catalysis Group, Debye Institute for NanoMaterials Science, Utrecht University, The Netherlands
Search for more papers by this authorAndrew M. Beale
Inorganic Chemistry and Catalysis Group, Debye Institute for NanoMaterials Science, Utrecht University, The Netherlands
Search for more papers by this authorBert M. Weckhuysen
Inorganic Chemistry and Catalysis Group, Debye Institute for NanoMaterials Science, Utrecht University, The Netherlands
Search for more papers by this authorAbstract
The study of catalysts under in-situ conditions enables the catalyst scientist to identify and understand the important steps, e.g., the formation of important reaction intermediates and active sites, and stages in a catalyst?s lifetime, such as activation/deactivation. The development of characterization methods as well as the design and construction of appropriate in-situ cells and reactor probes are inevitable in order to obtain such insight. Both spectroscopic and scattering techniques have been used in attempt to understand quantitative structure/composition-activity/selectivity relationships in catalysis. Armed with such detailed knowledge about the catalyst, it is then possible for scientists to design, in a more rational way, new and efficient catalysts for sustainable production of bulk and fine chemicals as well as for the removal of harmful compounds in industrial catalytic processes. This chapter provides an overview of the in-situ characterization techniques available for investigation of catalytic materials. The possibilities and limitations of the methods are discussed and illustrated with numerous case studies.
Bibliography
- 1
J. F. Haw,
In-Situ Spectroscopy in Heterogeneous Catalysis,
Wiley–VCH,
Weinheim, Germany,
2002.
10.1002/3527601589 Google Scholar
- 2 B. M. Weckhuysen, In-Situ Spectroscopy of Catalysts, American Scientific Publishers, Stevenson Ranch, Calif., 2004.
- 3 J. M. Thomas and J. C. Hernandez-Garrido, Angew. Chem. Int. Ed. 48, 3904 (2009).
- 4 B. M. Weckhuysen, Nat. Chem. 1, 690 (2009).
- 5 A. V. Neimark, K. S. W. Sing, and M. Thommes, in G. Ertl, H. Knozinger, F. Schuth, and J. Weitkamp, eds., Handbook of Heterogeneous Catalysis, Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2008, Vol. ( 2). p. 721
- 6 J. Rouquerol, D. Avnir, C. W. Fairbridge, D. H. Everett, J. H. Haynes, N. Pernicone, J. D. F. Ramsay, K. S. W. Sing, and K. K. Unger, Pure Appl. Chem. 66, 1739 (1994).
- 7 B. C. Lippens and J. H. de Boer, J. Catal. 4, 319 (1965).
- 8 D. Atkinson, J. M. Carrott, Y. Grillet, J. Rouquerol, and K. S. W. Sing, in A. I. Liapis ed., Fundamentals of Adsorption, Engineering Foundation, New York, 1987, p. 89.
- 9 G. Bergeret and P. Gallezot, in G. Ertl, H. Knozinger, F. Schuth, and J. Weitkamp eds., Handbook of Heterogeneous Catalysis, Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2008, Vol. ( 2), p. 738.
- 10 R. J. Matyi, L. R. Schwartz, and J. B. Butt, Catal. Rev. Sci. Eng. 29, 41 (1987).
- 11 A. K. Datye and D. J. Smith, Catal. Rev. Sci. Eng. 34, 129 (1992).
- 12 J. M. Thomas and O. Terasaki, Top. Catal. 21, 155 (2002).
- 13 A. K. Datye, J. Catal. 216, 144 (2003).
- 14 R. Berthoud, P. Délichère, D. Gajan, W. Lukens, K. Pelzer, J.-M. Basset, J.-P. Candy, and C. Copéret, J. Catal. 260, 387 (2008).
- 15 G. Agostini, R. Pellegrini, G. Leofanti, L. Bertinetti, S. Bertarione, E. Groppo, A. Zecchina, and C. Lamberti, J. Phys. Chem. C 113, 10485 (2009).
- 16 A. M. Beale and B. M. Weckhuysen, Phys. Chem. Chem. Phys. 12, 5562 (2010).
- 17 D. Herein, In G. Ertl, H. Knozinger, F. Schuth, and J. Weitkamp eds., Handbook of Heterogeneous Catalysis, Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2008, Vol. ( 2). p. 765.
- 18 B. S. Clausen, G. Steffensen, B. Fabius, J. Villadsen, R. Feidenhansl, and H. Topsoe, J. Catal. 132, 524 (1991).
- 19 A. M. Beale, S. D. M. Jacques, J. A. Bergwerff, P. Barnes, and B. M. Weckhuysen, Angew. Chem. Int. Ed. 46, 8832 (2007).
- 20 L. Espinosa-Alonso, M. G. O'Brien, S. B. M. Jacques, A. M. Beale, K. P. de Jong, P. Barnes, and B. M. Weckhuysen, J. Am. Chem. Soc. 131, 16932 (2009).
- 21 A. K. Datye, P. L. Hansen, and S. Helveg, in G. Ertl, H. Knozinger, F. Schuth, and J. Weitkamp eds., Handbook of Heterogeneous Catalysis, Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2008, Vol. ( 2), p. 803.
- 22 D. J. Smith, W. J. Deruijter, M. R. McCartney, and J. K. Weiss, Ultramicroscopy 52, 591 (1993).
- 23 W. Zhou, E. I. Ross-Medgaarden, W. V. Knowles, M. S. Wong, I. E. Wachs, and C. J. Kiely, Nat. Chem. 1, 722 (2009).
- 24 J. M. Thomas and P. L. Gai, Adv. Catal. 48, 171 (2004).
- 25 E. Stavitski, M. R. Drury, D. A. M. de Winter, M. H. F. Kox, and B. M. Weckhuysen, Angew. Chem. Int. Ed. 47, 5637 (2008).
- 26 L. Karwacki, M. H. F. Kox, D. A. M. de Winter, M. R. Drury, J. D. Meeldijk, E. Stavitski, W. Schmidt, M. Mertens, P. Cubillas, N. John, A. Chan, N. Kahn, S. R. Bare, M. Anderson, J. Kornatowski, and B. M. Weckhuysen, Nat. Mater. 8, 959 (2009).
- 27 P. L. Hansen, J. B. Wagner, S. Helveg, J. R. Rostrup-Nielsen, B. S. Clausen, and H. Topsoe, Science 295, 2053 (2002).
- 28 S. Helveg, C. Lopez-Cartes, J. Sehested, P. L. Hansen, B. S. Clausen, J. R. Rostrup-Nielsen, F. Abild-Pedersen, and J. K. Norskov, Nature 427, 426 (2004).
- 29 J. F. Creemer, S. Helveg, G. H. Hoveling, S. Ullmann, A. M. Molenbroek, P. M. Sarro, and H. W. Zandbergen, Ultramicroscopy 108, 993 (2008).
- 30 G. Binnig, C. F. Quate, and C. Gerber, Phys. Rev. Lett. 56, 930 (1986).
- 31 G. Binnig and H. Rohrer, Rev. Modern Phys. 71, S324 (1999).
- 32 G. Binnig and H. Rohrer, IBM J. Res. Dev. 44, 279 (2000).
- 33 J. Wintterlin, J. Trost, S. Renisch, R. Schuster, T. Zambelli, and G. Ertl, Surf. Sci. 394, 159 (1997).
- 34 G. A. Somorjai, and K. R. McCrea, Adv. Catal. 45, 385 (2000).
- 35 G. A. Somorjai, X. C. Su, K. R. McCrea, and K. B. Rider, Top. Catal. 8, 23 (1999).
- 36 H. Over, Y. D. Kim, A. P. Seitsonen, S. Wendt, E. Lundgren, M. Schmid, P. Varga, A. Morgante, and G. Ertl, Science 287, 1474 (2000).
- 37 H. Over and A. P. Seitsonen, Science 297, 2003 (2002).
- 38 S. Helveg, J. V. Lauritsen, E. Laegsgaard, I. Stensgaard, J. K. Norskov, B. S. Clausen, H. Topsoe, and F. Besenbacher, Phys. Rev. Lett. 84, 951 (2000).
- 39 J. V. Lauritsen and F. Besenbacher, Adv. Catal. 50, 97 (2006).
- 40 M. Baron, H. Abbott, O. Bondarchuk, D. Stacchiola, A. Uhl, S. Shaikhutdinov, H. J. Freund, C. Popa, M. V. Ganduglia-Pirovano, and J. Sauer, Angew. Chem. Int. Ed. 48, 8006 (2009).
- 41 L. Lianos, A. Berthet, C. Deranlot, E. Aires, J. Massardier, and J. C. Bertolini, J. Catal. 177, 129 (1998).
- 42 P. Cubillas, M. Castro, K. E. Jelfs, A. J. W. Lobo, B. Slater, D. W. Lewis, P. A. Wright, S. M. Stevens, and M. W. Anderson, Cryst. Growth Des. 9, 4041 (2009).
- 43 L. I. Meza, M. W. Anderson, J. R. Agger, C. S. Cundy, C. B. Chong, and R. J. Plaisted, J. Am. Chem. Soc. 129, 15192 (2007).
- 44 H. Jobic, In G. Ertl, H. Knozinger, F. Schuth, and J. Weitkamp eds., Handbook of Heterogeneous Catalysis, Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2008 Vol. ( 2), p. 971.
- 45 C. Lamberti, S. Bordiga, A. Zecchina, G. Artioli, G. Marra, and G. Spano, J. Am. Chem. Soc. 123, 2204 (2001).
- 46 Y. S. Lee, R. J. Birgeneau, M. A. Kastner, Y. Endoh, S. Wakimoto, K. Yamada, R. W. Erwin, S. H. Lee, and G. Shirane, Phys. Rev. B 60, 3643 (1999)
- 47 P. F. Henry, M. T. Weller, and C. C. Wilson, J. Phys. Chem. B 105, 7452 (2001).
- 48 E. Taglauer, in G. Ertl, H. Knozinger, F. Schuth, and J. Weitkamp eds., Handbook of Heterogeneous Catalysis Wiley-VCH, Weinheim, Germany 2008, Vol. ( 2), p. 1014.
- 49 J. W. Niemantsverdriet, Spectroscopy in Catalysis Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 1995.
- 50 J. C. Vickerman ed., Surface Analysis—The Principal Techniques, John Wiley & Sons, Chichester, UK, 1997.
- 51
A. Einstein,
Ann. Phys.
322,
132
(1905).
10.1002/andp.19053220607 Google Scholar
- 52 A. M. De Jong, H. J. Borg, L. J. Van Ijzendoorn, V. Soudant, V. H. J. De Beer, J. A. R. Van Veen, and J. W. Niemantsverdriet, J. Phys. Chem. 97, 6477 (1993).
- 53 D. Briggs and M. P. Seah, Practical Surface Analysis. Auger and X-ray Photoelectron Spectroscopy, John Wiley & Sons, Chichester, UK, 1990, Vol. ( 1).
- 54 A. Knop-Gericke, E. Kleimenov, M. Hävecker, R. Blume, D. Teschner, S. Zafeiratos, R. Schlögl, V. I. Bukhtiyarov, V. V. Kaichev, I. P. I. P. Prosvirin, A. I. Nizovskii, H. Bluhm, A. Barinov, P. Dudin, and M. Kiskinova, Adv. Catal. 52, 213 (2009).
- 55 S. Gunther, M. Marsi, A. Kolmakov, M. Kiskinova, M. Noeske, E. Taglauer, G. Mestl, U. A. Schubert, and H. Knozinger, J. Phys. Chem. B 101, 10004 (1997).
- 56
E. Taglauer, In
A. W. Czanderna and
D. M. Hercules eds.,
Ion Spectroscopies for Surface Analysis
Plenum Press,
New York,
1991, p.
363.
10.1007/978-1-4615-3708-3_6 Google Scholar
- 57 H. Niehus, W. Heiland, and E. Taglauer, Surf. Sci. Rep. 17, 213 (1993).
- 58
W. K. Chu,
J. W. Mayer, and
M. A. Nicolet,
Backscattering Spectrometry,
Academic Press,
New York,
1978.
10.1016/B978-0-12-173850-1.50008-9 Google Scholar
- 59 A. Kohl, E. Taglauer, and H. Knozinger, Phys. Stat. Sol. A 173, 85 (1999).
- 60 A. Benninghoven, F. G. Rudenauer, and H. W. Werner, Secondary Ion Mass Spectrometry, John Wiley & Sons, New York, 1987.
- 61 J. C. Vickerman, Surf. Sci. 189–190, 7 (1987).
- 62 H. Oechsner, Scanning Micros. 2, 9 (1988).
- 63 P. D. Garn, Thermoanalytical Methods of Investigation, Academic Press, New York, 1965.
- 64 R. C. Mackenzie, Differential Thermal Analysis, Academic Press, London, 1972.
- 65 Q. Ge, R. Kose, D. A. King, Adv. Catal., 45 207 (2000).
- 66 H. Knozinger, in G. Ertl, H. Knozinger, F. Schuth, and J. Weitkamp, eds., Handbook of Heterogeneous Catalysis, Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2008, Vol. ( 2), p. 1080.
- 67 P. Malet and A. Caballero, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 84, 2369 (1988).
- 68 A. Zecchina, C. Lamberti, and S. Bordiga, Catal. Today 41, 169 (1998)
- 69 H. Knoziger, in G. Ertl, H. Knozinger, F. Schuth, and J. Weitkamp, eds., Handbook of Heterogeneous Catalysis, Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2008, Vol. ( 2), p. 1135.
- 70 H. G. Karge, in G. Ertl, H. Knozinger, F. Schuth, and J. Weitkamp, eds., Handbook of Heterogeneous Catalysis, Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2008, Vol. ( 2), p. 1096.
- 71 H. A. Benesi, J. Phys. Chem. 61, 970 (1957).
- 72 M. Deeba and W. K. Hall, J. Catal. 60, 417 (1979).
- 73 N. C. Martinez and J. A. Dumesic, in G. Ertl, H. Knozinger, F. Schuth, and J. Weitkamp, eds., Handbook of Heterogeneous Catalysis, Wiley-VCH, Weinheim, Germany, 2008, Vol. ( 2), p. 1122.
- 74 H. G. Karge and V. Dondur, J. Phys. Chem. 94, 765 (1990).
- 75 A. Auroux and A. Gervasini, J. Phys. Chem. 94, 6371 (1990).
- 76 D. T. Chen, L. Zhang, C. Yi, and J. A. Dumesic, J. Catal. 146, 257 (1994).
- 77 J. C. Dart, Chem. Eng. Prog. 71, 46 (1975).
- 78 E. R. Beaver, Chem. Eng. Prog. 71, 44 (1975).
- 79 B. M. Weckhuysen and R. A. Schoonheydt, in B. M. Weckhuysen, P. Voort, and G. Catana eds., Spectroscopy of Transition Metal Ions on Surfaces. Leuven University Press, Leuven, Belgium, 2000, p. 221.
- 80 F. C. Jentoft, Adv. Catal. 52, 129 (2009).
- 81
G. Kortüm,
Reflectance Spectroscopy,
Springer,
Berlin, Germany,
1969.
10.1007/978-3-642-88071-1 Google Scholar
- 82 J. Melsheimer, M. Thiede, R. Ahmad, G. Tzolova-Muller, and F. C. Jentoft, Phys. Chem. Chem. Phys. 5, 4366 (2003).
- 83 R. Ahmad, J. Melsheimer, F. C. Jentoft, and R. Schlogl, J. Catal. 218, 365 (2003).
- 84 R. L. Puurunen and B. M. Weckhuysen, J. Catal. 210, 418 (2002).
- 85 R. L. Puurunen, B. G. Beheydt, and B. M. Weckhuysen, J. Catal. 204, 253 (2001).
- 86 S. M. Bennici, B. M. Vogelaar, T. A. Nijhuis, and B. M. Weckhuysen, Angew. Chem. Int. Ed. 46, 5412 (2007).
- 87 M. M. Bhasin, J. H. McCain, B. V. Vora, T. Imai, and P. R. Pujado, Appl. Catal. A 221, 397 (2001).
- 88 B. M. Weckhuysen, I. E. Wachs, and R. A. Schoonheydt, Chem. Rev. 96, 3327 (1996).
- 89 B. M. Weckhuysen, A. A. Verberckmoes, J. Debaere, K. Ooms, I. Langhans, and R. A. Schoonheydt, J. Mol. Catal. A: Chem. 151, 115 (2000).
- 90
B. M. Weckhuysen,
D. Baetens, and
R. A. Schoonheydt,
Angew. Chem. Int. Ed.
39,
3419
(2000).
10.1002/1521-3773(20001002)39:19<3419::AID-ANIE3419>3.0.CO;2-R CAS PubMed Web of Science® Google Scholar
- 91
R. P. Eischens,
W. A. Plisken, and
S. A. Francis,
J. Chem. Phys.
24,
1786
(1954).
10.1063/1.1739911 Google Scholar
- 92 J. E. Mapes and R. P. Eischens, J. Phys. Chem. 58, 1059 (1954).
- 93 N. Y. Topsoe, Catal. Today 113, 58 (2006).
- 94 T. Lesage, C. Verrier, P. Bazin, J. Saussey, S. Malo, C. Hedouin, G. Blanchard, and M. Daturi, Top. Catal. 30-31, 31 (2004).
- 95 N. Y. Topsoe and H. Topsoe, J. Mol. Catal. A: Chem. 141, 95 (1999).
- 96 C. Paze, B. Sazak, A. Zecchina, and J. Dwyer, J. Phys. Chem. B 103, 9978 (1999).
- 97 M. G. Suer, Z. Dardas, Y. H. Ma, and W. R. Moser, J. Catal. 162, 320 (1996).
- 98 G. Busca, Catal. Today 27, 323 (1996).
- 99 N. Y. Topsoe, H. Topsoe, and J. A. Dumesic, J. Catal. 151, 226 (1995).
- 100 C. Lamberti, E. Groppo, G. Spoto, S. Bordiga, and A. Zecchina, Adv. Catal. 51, 1 (2007).
- 101 P. Kubelka and F. Munk, Z. Tech. Chem. 12, 593 (1931).
- 102 T. Bürgi and A. Baiker, Adv. Catal. 50, 227 (2006).
- 103 P. Wilks, Eur. Spectr. News 55, 26 (1984).
- 104 R. G. Greenler, J. Chem. Phys. 44, 310 (1966).
- 105 T. Lesage, C. Verrier, P. Bazin, J. Saussey, and M. Daturi, Phys. Chem. Chem. Phys. 5, 4435 (2003).
- 106 P. C. Stair, Adv. Catal. 51, 75 (2007).
- 107 S. Kuba and H. Knozinger, J. Raman Spec. 33, 325 (2002).
- 108 H. Knozinger and G. Mestl, Top. Catal. 8, 45 (1999).
- 109 G. Mestl, J. Mol. Catal. A: Chem. 158, 45 (2000).
- 110 M. A. Bañares and G. Mestl, Adv. Catal. 52, 43 (2009).
- 111
C. Li,
G. Xiong,
Q. Xin,
J.-K. Liu,
P.-L. Ying,
Z.-C. Feng,
J. Li,
W.-B. Yang,
Y.-Z. Wang,
G.-R. Wang,
X.-Y. Liu,
M. Lin,
X.-O. Wang, and
E.-Z. Min,
Angew. Chem. Int. Ed.
38,
2220
(1999).
10.1002/(SICI)1521-3773(19990802)38:15<2220::AID-ANIE2220>3.0.CO;2-G CAS PubMed Web of Science® Google Scholar
- 112 S. Bordiga, A. Damin, F. Bonino, G. Ricchiardi, C. Lamberti, and A. Zecchina, Angew. Chem. Int. Ed. 41, 4734 (2002).
- 113 A. Damin, F. Bonino, S. Bordiga, E. Groppo, C. Lamberti, and A. Zecchina, ChemPhysChem 7, 342 (2006).
- 114 R. M. Stockle, Y. D. Suh, V. Deckert, and R. Zenobi, Chem. Phys. Lett. 318, 131 (2000).
- 115 Z. Q. Tian, B. Ren, and D. Y. Wu, J. Phys. Chem. B 106, 9463 (2002).
- 116 C. Fokas and V. Deckert, Appl. Spectrosc. 56, 192 (2002).
- 117 B. M. Weckhuysen, G. Mestl, M. P. Rosynek, T. R. Krawietz, J. F. Haw, and J. H. Lunsford, J. Phys. Chem. B 102, 3773 (1998).
- 118 P. Van Der Avert, and B. M. Weckhuysen, Angew. Chem. Int. Ed. 41, 4730 (2002).
- 119 P. Van Der Avert, Podkolzin, S. G, Manoilova, O. H. de Winne, and B. M. Weckhuysen, Chem. Eur. J. 10, 1637 (2004).
- 120 P. Van Der Avert and B. M. Weckhuysen, Phys. Chem. Chem. Phys., ( 6, 5256 (2004).
- 121 M. G. O'Brien, A. M. Beale, C. R. A. Catlow, and B. M. Weckhuysen, J. Am. Chem. Soc. 128), 11744 (2006).
- 122 M. Hunger and T. Horvath, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1423, (1995).
- 123 M. Hunger and T. Horvath, J. Catal. 167, 187 (1997).
- 124 M. Hunger and W. Wang, Adv. Catal. 50, 149 (2006).
- 125 M. Hunger, M. Seiler, and T. Horvath, Catal. Lett. 57, 199 (1999).
- 126 J. F. Haw, Top. Catal. 8, 81 (1999).
- 127 D. Freude, M. Hunger, and H. Pfeifer, Chem. Phys. Lett. 91, 307 (1982).
- 128 D. Freude, J. Klinowski, and H. Hamdan, Chem. Phys. Lett. 149, 355 (1988).
- 129 L. W. Beck and J. F. Haw, J. Phys. Chem. 99, 1076 (1995).
- 130 M. Hunger, M. W. Anderson, A. Ojo, and H. Pfeifer, Microporous Mater. 1, 17 (1993).
- 131 M. Hunger, D. Freude, and H. Pfeifer, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 87, 657 (1991).
- 132 M. Hunger, Catal. Rev. Sci. Eng. 39, 345 (1997).
- 133 B. Y. Zhao, H. J. Pan, and J. H. Lunsford, Langmuir 15, 2761 (1999).
- 134 H. Pfeifer, Colloids Surf. 36, 169 (1989).
- 135 M. Hunger, T. Horvath, and J. Weitkamp, Microporous Mesoporous Mater. 22, 357 (1998).
- 136 A. G. Stepanov, M. V. Luzgin, V. N. Romannikov, V. N. Sidelnikov, and E. A. Paukshtis, J. Catal. 178, 466 (1998).
- 137 P. E. O'Reilly, Adv. Catal. 12, 31 (1960).
- 138 A. Brückner, Adv. Catal. 51, 265 (2007).
- 139 A. Brückner, Phys. Chem. Chem. Phys. 5, 4461 (2003).
- 140 D. J. Driscoll, W. Martir, J.-X. Wang, and J. H. Lunsford, J. Am. Chem. Soc. 107, 58 (1985).
- 141 K. D. Campbell and J. H. Lunsford, J. Phys. Chem. 92, 5792 (1988).
- 142 I. V. Malakhova and V. K. Ermolaev, Mendeleev Commun. 83) (1998).
- 143 I. V. Malakhova, V. K. Ermolaev, I. G. Danilova, E. A. Paukshtis, and I. A. Zolotarskii, Kinet. Catal. 44, 536 (2003).
- 144 A. Brückner, B. Kubias, B. Lucke and R. Stosser, Colloids Surf. A 115, 179 (1996).
- 145 A. Brückner, Appl. Catal. A 200, 287 (2000).
- 146 H. Tanaka, Catal. Surv. Asia. 9, 63 (2005).
- 147 C. Roth, N. Benker, T. Buhrmester, M. Mazurek, M. Loster, H. Fuess, D. C. Koningsberger, and D. E. Ramaker, J. Am. Chem. Soc. 127, 14607 (2005).
- 148 A. M. Beale, A. M. J. Van Der Eerden, K. Kervinen, M. A. Newton, and B. M. Weckhuysen, Chem. Commun. 3015) (2005).
- 149 J. D. Grunwaldt, M. Caravati, S. Hannemann and A. Baiker, Phys. Chem. Chem. Phys. 6, 3037 (2004).
- 150 F. Bonino, A. Damin, G. Ricchiardi, M. Ricci, G. Spano, R. D'Aloisio, A. Zecchina, C. Lamberti, C. Prestipino, and S. Bordiga, J. Phys. Chem. B 108, 3573 (2004).
- 151 W. M. Heijboer, A. A. Battiston, A. Knop-Gericke, M. Havecker, H. Bluhm, B. M. Weckhuysen, D. C. Koningsberger, and F. M. F. de Groot, Phys. Chem. Chem. Phys. 5, 4484 (2003).
- 152 J. D. Grunwaldt, R. Wandeler, and A. Baiker, Cat. Rev. Sci. Eng. 45, 1 (2003).
- 153 M. A. Newton, A. J. Dent, and J. Evans, Chem. Soc. Rev. 31, 83 (2002).
- 154 M. A. Newton, D. G. Burnaby, A. J. Dent, S. Diaz-Moreno, J. Evans, S. G. Fiddy, T. Neisius, and S. Turin, J. Phys. Chem. B 106, 4214 (2002).
- 155 A. J. Dent, Top. Catal. 18, 27 (2002).
- 156 J. D. Grunwaldt, A. M. Molenbroek, N. Y. Topsoe, H. Topsoe, and B. S. Clausen, J. Catal. 194, 452 (2000).
- 157 J. A. Anderson and M. Fernandez-Garcia, Chem. Eng. Res. Des. 78), 935 (2000).
- 158 O. V. Safonova, B. Deniau, and J. M. M. Millet, J. Phys. Chem. B 110, 23962 (2006).
- 159 S. R. Bare and T. Ressler, Adv. Catal. 52, 339 (2009).
- 160 R. Frahm, Rev. Sci. Instrum. 60, 2515 (1989).
- 161 A. M. Beale, A. M. J. Van Der Eerden, S. D. M. Jacques, O. Leynaud, M. G. O'Brien, F. Meneau, S. Nikitenko, W. Bras, and B. M. Weckhuysen, J. Am. Chem. Soc. 128, 12386 (2006).
- 162 F. W. H. Kampers, T. M. J. Maas, J. Vangrondelle, P. Brinkgreve, and D. C. Koningsberger, Rev. Sci. Instrum. 60, 2635 (1989).
- 163 D. Grandjean, A. M. Beale, A. V. Petukhov, and B. M. Weckhuysen, J. Am. Chem. Soc. 127, 14454 (2005).
- 164 S. J. Tinnemans, J. G. Mesu, K. Kervinen, T. Visser, T. A. Nijhuis, A. M. Beale, D. E. Keller, A. M. J. Van Der Eerden, and B. M. Weckhuysen, Catal. Today. 113, 3 (2006).
- 165 A. M. Beale, L. M. Reilly, and G. Sankar, Appl. Catal. A 325, 290 (2007).
- 166 C. Prestipino, F. Bonino, S. Usseglio, A. Damin, A. Tasso, M. G. Clerici, S. Bordiga, F. DprimeAcapito, A. Zecchina, and C. Lamberti, ChemPhysChem 5, 1799 (2004).
- 167 G. Sankar, F. Rey, J. M. Thomas, G. N. Greaves, A. Corma, B. R. Dobson, and A. J. Dent, J. Chem. Soc., Chem. Commun. 2279 (1994).
- 168 G. Sankar, J. M. Thomas, C. R. A. Catlow, C. M. Barker, D. Gleeson, and N. Kaltsoyannis, J. Phys. Chem. B 105, 9028 (2001).
- 169 B. S. Clausen, J. Schiøtz, L. Gråbek, C. V. Ovesen, K. W. Jacobsen, J. K. Nørskov, and H. Topsøe, Top. Catal. 1, 367 (1994).
- 170 J. M. Millet, Adv. Catal. 51, 309 (2007).
- 171 J. W. Niemantsverdriet, C. F. J. Flipse, A. M. Van Der Kraan, and J. J. van Loef, Appl. Surf. Sci. 10, 302 (1982).
- 172 M. W. J. Craje, A. M. Van Der Kraan, J. van de Loosdrecht, and P. J. van Berge, Catal. Today 71, 369 (2002).
- 173 A. M. Van Der Kraan, R. C. H. Nonnekens, F. Stoop, and J. W. Niemantsverdriet, Appl. Catal. 27, 285 (1986).
- 174 A. M. Van Der Kraan, E. Boellaard, and M. W. J. Craje, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B 76, 6 (1993).
- 175 P. J. van Berge, J. van de Loosdrecht, S. Barradas, and A. M. Van Der Kraan, Catal. Today 58, 321 (2000).
- 176 C. Kappenstein, M. Guerin, K. Lazar, K. Matusek, and Z. Paal, J. Chem. Soc., Faraday Trans. 94, 2463 (1998).
- 177 M. Gemmi, M. Merlini, U. Cornaro, D. Ghisletti, and G. Artioli, J. Appl. Crystallogr. 38, 353 (2005).
- 178 J. Jansson, A. E. C. Palmqvist, E. Fridell, M. Skoglundh, L. Osterlund, P. Thormahlen, and V. Langer, J. Catal. 211, 387 (2002).
- 179 S. C. Tsang, C. D. A. Bulpitt, P. C. H. Mitchell, and A. J. Ramirez-Cuesta, J. Phys. Chem. B 105, 5737 (2001).
- 180 U. Balachandran, J. T. Dusek, R. L. Mieville, R. B. Poeppel, M. S. Kleefisch, S. Pei, T. P. Kobylinski, C. A. Udovich, and A. C. Bose, Appl. Catal. A 133, 19 (1995).
- 181 B. S. Clausen, L. Grabaek, G. Steffensen, P. L. Hansen, and H. Topsoe, Catal. Lett. 20, 23 (1993).
- 182 R. Schlögl, Adv. Catal. 52, 273 (2009).
- 183 F. Lupo, J. K. Cockcroft, P. Barnes, P. Stukas, M. Vickers, C. Norman and H. Bradshaw, Phys. Chem. Chem. Phys. 6, 1837 (2004).
- 184 R. I. Walton, A. Norquist, R. I. Smith, and D. O'Hare, Faraday Discuss. 122), 331 (2003).
- 185 A. M. Beale and G. Sankar, Chem. Mater. 15, 146 (2003).
- 186 S. D. M. Jacques, O. Leynaud, D. Strusevich, A. M. Beale, G. Sankar, C. M. Martin, and P. Barnes, Angew. Chem. Int. Ed. 45, 445 (2006).
- 187 H. M. Rietveld, Acta Crystallog. 22, 151 (1967)
- 188 H. M. Rietveld, J. Appl. Crystallogr. 2, 65 (1969).
- 189 M. G. O'Brien, A. M. Beale, S. D. M. Jacques, T. Buslaps, V. Honkimaki, and B. M. Weckhuysen, J. Phys. Chem. C 113, 4890 (2009).
- 190 S. J. L. Billinge, J. Solid State Chem. 181, 1695 (2008).
- 191 P. J. Chupas, K. W. Chapman, H. L. Chen, and C. P. Grey, Catal. Today 145, 213 (2009).
- 192 A. M. Beale, A. M. J. Van Der Eerden, D. Grandjean, A. V. Petukhov, A. D. Smith, and B. M. Weckhuysen, Chem. Commun. 4410 (2006).
- 193 T. M. Davis, T. O. Drews, H. Ramanan, C. He, J. S. Dong, H. Schnablegger, M. A. Katsoulakis, E. Kokkoli, A. V. McCormick, R. L. Penn, and M. Tsapatsis, Nat. Mater. 5), 400 (2006).
- 194 P. de Moor, T. P. M. Beelen, B. U. Komanschek, L. W. Beck, P. Wagner, M. E. Davis, and R. A. van Santen, Chem. Eur. J. 5, 2083 (1999).
- 195 P. de Moor, T. P. M. Beelen, R. A. van Santen, L. W. Beck, and M. E. Davis, J. Phys. Chem. B 104, 7600 (2000).
- 196 M. Nowotny, J. A. Lercher, and H. Kessler, Zeolites 11, 454 (1991).
- 197 G. Müller, T. Narbeshuber, G. Mirth, and J. A. Lercher, J. Phys. Chem. 98, 7436 (1994).
- 198 E. Stavitski, M. H. F. Kox, I. Swart, F. M. F. de Groot, and B. M. Weckhuysen, Angew. Chem., Int. Ed. 47, 5637 (2008).
- 199 C. Chmelik, L. Heinke, P. Kortunov, J. Li, D. Olson, D. Tzoulaki, J. Weitkamp, and J. Kärger, ChemPhysChem 10, 2623 (2009).
- 200 C. Chmelik, H. Bux, J. Caro, L. Heinke, F. Hibbe, T. Titze, and J. Kärger, Phys. Rev. Lett. 104, 085902 (2010).
- 201 O. Geier, S. Vasenkov, E. Lehmann, J. Karger, U. Schemmert, R. A. Rakoczy, and J. Weitkamp, J. Phys. Chem. B 105, 10217 (2001).
- 202 P. Kortunov, L. Heinke, S. Vasenkov, C. Chmelik, D. B. Shah, J. Karger, R. A. Rakoczy, Y. Traa, and J. Weitkamp, J. Phys. Chem. B 110, 23821 (2006).
- 203 E. Lehmann, C. Chmelik, H. Scheidt, S. Vasenkov, B. Staudte, J. Karger, F. Kremer, G. Zadrozna, and J. Kornatowski, J. Am. Chem. Soc. 124, 8690 (2002).
- 204 M. H. F. Kox, K. F. Domke, J. P. R. Day, G. Rago, E. Stavitski, M. Bonn, and B. M. Weckhuysen, Angew. Chem., Int. Ed. 48, 8990 (2009).
- 205 O. Flomenbom, K. Velonia, D. Loos, S. Masuo, M. Cotlet, Y. Engelborghs, J. Hofkens, A. E. Rowan, R. J. M. Nolte, M. Van Der Auweraer, F. C. de Schryver, and J. Klafter, Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 102, 2368 (2005).
- 206 M. B. J. Roeffaers, B. F. Sels, H. Uji-i, F. C. De Schryver, P. A. Jacobs, D. E. De Vos, and J. Hofkens, Nature 439, 572 (2006).
- 207 M. B. J. Roeffaers, B. F. Sels, H. Uji-i, B. Blanpain, P. L'hoëst, P. A. Jacobs, F. C. De Schryver, J. Hofkens, and D. E. De Vos, Angew. Chem., Int. Ed. 46, 1706 (2007).
- 208 M. B. J. Roeffaers, G. De Cremer, J. Libeert, R. Ameloot, P. Dedecker, A.-J. Bons, M. Bueckins, J. A. Martens, B. F. Sels, D. E. De Vos, and J. Hofkens, Angew. Chem., Int. Ed. 48, 9285 (2009).
- 209 M. H. F. Kox, E. Stavitski, and B. M. Weckhuysen, Angew. Chem., Int. Ed. 46, 3652 (2007).
- 210 M. H. F. Kox, E. Stavitski, J. C. Groen, J. Pérez-Ramírez, F. Kapteijn, and B. M. Weckhuysen, Chem. Eur. J. 14, 1718 (2008).
- 211 B. Hulsken, R. Van Hameren, J. W. Gerritsen, T. Khoury, P. Thordarson, M. J. Crossley, A. E. Rowan, R. J. M. Nolte, J. A. A. W. Elemans, and S. Speller, Nat. Nanotech. 2, 285 (2007).
- 212 L. F. Gladden, Top. Catal. 24, 19 (2003).
- 213 L. F. Gladden, M. D. Mantle, and A. J. Sederman, Adv. Catal. 50, 1 (2006).
- 214 A. A. Lysova, I. V. Koptyug, R. Z. Sagdeev, V. N. Parmon, J. A. Bergwerff, and B. M. Weckhuysen, J. Am. Chem. Soc. 127, 11916 (2005).
- 215 J. A. Bergwerff, A. A. Lysova, L. EA, I. V. Koptyug, and B. M. Weckhuysen, Angew. Chem., Int. Ed. 46, 7224 (2007).
- 216 J. A. Bergwerff, A. A. Lysova, L. Espinosa-Alonso, I. V. Koptyug, and B. M. Weckhuysen, Chem. Eur. J. 14, 2363 (2008).
- 217 L. Espinosa-Alonso, A. A. Lysova, P. de Peinder, K. P. de Jong, I. V. Koptyug, and B. M. Weckhuysen, J. Am. Chem. Soc. 131, 6525 (2009).
- 218 A. Brückner, Chem. Commun., 1761 (2005).
- 219 S. Nikitenko, A. M. Beale, A. M. J. Van Der Eerden, S. D. M. Jacques, O. Leynaud, M. G. O'Brien, D. Detollenaere, R. Kaptein, B. M. Weckhuysen, and W. Bras, J. Synchrotron. Radiat. 15, 632 (2008).
- 220 A. Bruckner and E. Kondratenko, Catal. Today 113, 16 (2006).
- 221 E. Larsson, C. Langhammer, I. Zoric, and B. Kasemo, Science 326, 1091 (2009).
- 222 I. Swart, F. M. F. de Groot, B. M. Weckhuysen, P. Gruene, G. Meijer, and A. Fielicke, J. Phys. Chem. A 112, 1139 (2008).
- 223 I. Swart, F. M. F. de Groot, B. M. Weckhuysen, D. M. Rayner, G. Meijer, and A. Fielicke, J. Am. Chem. Soc. 130, 2126 (2008).
- 224 F. Thibault-Starzyk, E. Seguin, S. Thomas, M. Daturi, H. Arnolds, and D. A. King, Science 324, 1048 (2009).
- 225 J. H. Kwak, J. H. Hu, D. Mei, C. W. Yi, D. H. Kim, C. H. F. Peden, L. F. Allard, and J. Szanyi, Science 325, 1670 (2009).
- 226 E. de Smit, I. Swart, J. F. Creemer, C. Karunakaran, D. Bertwistle, H. W. Zandbergen, F. M. F. de Groot, and B. M. Weckhuysen, Angew. Chem., Int. Ed. 48, 3632 (2009).
- 227 E. de Smit, I. Swart, J. F. Creemer, G. H. Hoveling, M. K. Gilles, T. Tyliszczak, P. J. Kooyman, H. W. Zandbergen, C. Morin, B. M. Weckhuysen, and F. M. F. de Groot, Nature 456, 222 (2008).
- 228 S. M. Senkan, Nature 394, 350 (1998).
- 229 B. M. Weckhuysen, Angew. Chem., Int. Ed. 48, 4910 (2009).