The effect of bulk BaO promoter on CO oxidation activity of palladium oxide phase was studied by density functional calculations. A series of BaO(100) supported PdxOy thin layer models were constructed, and energy profiles for CO oxidation on the films were calculated and compared with corresponding profiles for the most stable PdO bulk surfaces PdO(100) and PdO(101). The most stable of the thin films typically exhibit the same PdO(100) and PdO(101) surface planes; the PdO(100) dominates already with double layer thickness. The supporting promoter improves the CO oxidation activity of the PdxOy phase via a direct electronic effect and introduced structural strain and corrugation. Changes in CO adsorption strength are reflected in oxidation energy barriers, and the promoting effect of even 0.3 eV can be seen locally. Easier oxygen vacancy formation may partially facilitate the reaction.

1.
J. S.
Church
,
N. W.
Cant
, and
D. L.
Trimm
,
Appl. Catal., A
101
,
105
(
1993
).
2.
S.
Rossignol
and
C.
Kappenstein
,
Int. J. Inorg. Mater.
3
,
51
(
2001
).
3.
T.
Kobayashi
,
T.
Yamada
, and
K.
Kayano
,
Appl. Catal., B
30
,
287
(
2001
).
4.
I.
Balint
,
Z.
You
, and
K.-I.
Aika
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
4
,
2501
(
2002
).
5.
J.-H.
Ryu
,
K.-Y.
Lee
,
H.-J.
Kim
,
J.-I.
Yang
, and
H.
Jung
,
Appl. Catal., B
80
,
306
(
2008
).
6.
N.
Takahashi
,
H.
Shinjoh
,
T.
Iijima
,
T.
Suzuki
,
K.
Yamazaki
,
K.
Yokota
,
H.
Suzuki
,
N.
Miyoshi
,
S.-I.
Matsumoto
,
T.
Tanizawa
,
T.
Tanaka
,
S.-S.
Tateishi
, and
K.
Kasahara
,
Catal. Today
27
,
63
(
1996
).
7.
W. S.
Epling
,
L. E.
Campbell
,
A.
Yezerets
,
N. W.
Currier
, and
J. E.
Parks
,
Catal. Rev.
46
,
163
(
2004
).
8.
S.
Roy
and
A.
Baiker
,
Chem. Rev.
109
,
4054
(
2009
).
9.
H.
Shinjoha
,
N.
Isomuraa
,
H.
Sobukawaa
, and
H.
Sugiuraa
,
Stud. Surf. Sci. Catal.
116
,
83
(
1998
).
10.
M.
Konsolakis
and
I. V.
Yentekakis
,
J. Catal.
198
,
142
(
2001
).
11.
T.
Kolli
,
K.
Rahkamaa-Tolonen
,
U.
Lassi
,
A.
Savimäki
, and
R. L.
Keiski
,
Catal. Today
100
,
303
(
2005
).
12.
X.
Zhang
,
E.
Long
,
Y.
Li
,
L.
Zhang
,
J.
Guo
,
M.
Gong
, and
Y.
Chen
,
J. Mol. Catal. A: Chem.
308
,
73
(
2009
).
13.
L.
Lietti
,
P.
Forzatti
,
I.
Nova
, and
E.
Tronconi
,
J. Catal.
204
,
175
(
2001
).
14.
M.
Piacentini
,
M.
Maciejewski
, and
A.
Baiker
,
Appl. Catal., B
59
,
187
(
2005
).
15.
F.
Frola
,
M.
Manzoli
,
F.
Prinetto
,
G.
Ghiotti
,
L.
Castoldi
, and
L.
Lietti
,
J. Phys. Chem. C
112
,
12869
(
2008
).
16.
L.
Castoldi
,
I.
Nova
,
L.
Lietti
, and
P.
Forzatti
,
Catal. Today
96
,
43
(
2004
).
17.
T.
Kolli
,
U.
Lassi
,
K.
Rahkamaa-Tolonen
,
T.-J. J.
Kinnunen
, and
R. L.
Keiski
,
Appl. Catal., A
298
,
65
(
2006
).
18.
T.
Szailer
,
J. H.
Kwak
,
D. H.
Kim
,
J.
Szanyi
,
C.
Wang
, and
C. H. F.
Peden
,
Catal. Today
114
,
86
(
2006
).
19.
F.
Rodriques
,
L.
Juste
,
C.
Potvin
,
J. F.
Tempère
,
G.
Blanchard
, and
G.
Djéga-Mariadassou
,
Catal. Lett.
72
,
59
(
2001
).
20.
J.
Szanyi
,
J. H.
Kwak
,
J.
Hanson
,
C.
Wang
,
T.
Szailer
, and
C. H. F.
Peden
,
J. Phys. Chem. B
109
,
7339
(
2005
).
21.
P.
Broqvist
,
H.
Grönbeck
, and
I.
Panas
,
Surf. Sci.
554
,
262
(
2004
).
22.
N. V.
Skorodumova
,
K.
Hermansson
, and
B.
Johansson
,
Phys. Rev. B
72
,
125414
(
2005
).
23.
W.
Liu
,
X.
Liu
,
W. T.
Zheng
, and
Q.
Jiang
,
Surf. Sci.
600
,
257
(
2006
).
24.
P.
Broqvist
,
H.
Grönbeck
,
E.
Fridell
, and
I.
Panas
,
Catal. Today
96
,
71
(
2004
).
25.
P.
Broqvist
,
I.
Panas
, and
H.
Grönbeck
,
J. Phys. Chem. B
109
,
15410
(
2005
).
26.
H.
Grönbeck
,
P.
Broqvist
, and
I.
Panas
,
Surf. Sci.
600
,
403
(
2006
).
27.
E. J.
Karlsen
,
M. A.
Nygren
, and
L. G. M.
Pettersson
,
J. Phys. Chem. B
107
,
7795
(
2003
).
28.
W. F.
Schneider
,
J. Phys. Chem. B
108
,
273
(
2004
).
29.
M.
Tutuianu
,
O. R.
Inderwildi
,
W. G.
Bessler
, and
J.
Warnatz
,
J. Phys. Chem. B
110
,
17484
(
2006
).
30.
D.
Mei
,
J. Phys. Chem. C
114
,
1867
(
2010
).
31.
D.
Mei
,
Q.
Ge
,
J. H.
Kwak
,
D. H.
Kim
,
J.
Szanyi
, and
C. H. F.
Peden
,
J. Phys. Chem. C
112
,
18050
(
2008
).
32.
D.
Mei
,
Q.
Ge
,
J. H.
Kwak
,
D. H.
Kim
,
C.
Verrier
,
J.
Szanyi
, and
C. H. F.
Peden
,
Phys. Chem. Chem. Phys.
11
,
3380
(
2009
).
33.
D.
Mei
,
Q.
Ge
,
J. H.
Kwak
,
J.
Szanyi
, and
C. H. F.
Peden
,
Prepr. Symp. - Am. Chem. Soc., Div. Fuel Chem.
55
,
533
(
2010
).
34.
M.
Nuñez
and
M. B.
Nardelli
,
Phys. Rev. B
73
,
235422
(
2006
).
35.
M.
Bowker
,
P.
Stone
,
R.
Smith
,
E.
Fourre
,
M.
Ishii
, and
N. H.
de Leeuw
,
Surf. Sci.
600
,
1973
(
2006
).
36.
P.
Broqvist
and
H.
Grönbeck
,
Surf. Sci.
600
,
L214
(
2006
).
37.
B.
Hammer
,
Phys. Rev. Lett.
89
,
016102
(
2002
).
38.
B.
Hammer
,
Top. Catal.
37
,
3
(
2006
).
39.
B.
Huber
,
P.
Koskinen
,
H.
Häkkinen
, and
M.
Moseler
,
Nature Mater.
5
,
44
(
2006
).
40.
J.
Rogal
,
K.
Reuter
, and
M.
Scheffler
,
Phys. Rev. B
69
,
075421
(
2004
).
41.
J. T.
Hirvi
,
T.-J. J.
Kinnunen
,
M.
Suvanto
,
T. A.
Pakkanen
, and
J. K.
Nørskov
,
J. Chem. Phys.
133
,
084704
(
2010
).
42.
P. E.
Blöchl
,
Phys. Rev. B
50
,
17953
(
1994
).
43.
J. J.
Mortensen
,
L. B.
Hansen
, and
K. W.
Jacobsen
,
Phys. Rev. B
71
,
035109
(
2005
).
44.
S. R.
Bahn
and
K. W.
Jacobsen
,
Comput. Sci. Eng.
4
,
56
(
2002
).
45.
J.
Enkovaara
,
C.
Rostgaard
,
J. J.
Mortensen
,
J.
Chen
,
M.
Dułak
,
L.
Ferrighi
,
J.
Gavnholt
,
C.
Glinsvad
,
V.
Haikola
,
H. A.
Hansen
,
H. H.
Kristoffersen
,
M.
Kuisma
,
A. H.
Larsen
,
L.
Lehtovaara
,
M.
Ljungberg
,
O.
Lopez-Acevedo
,
P. G.
Moses
,
J.
Ojanen
,
T.
Olsen
,
V.
Petzold
,
N. A.
Romero
,
J.
Stausholm-Møller
,
M.
Strange
,
G. A.
Tritsaris
,
M.
Vanin
,
M.
Walter
,
B.
Hammer
,
H.
Häkkinen
,
G. K. H.
Madsen
,
R. M.
Nieminen
,
J. K.
Nørskov
,
M.
Puska
,
T. T.
Rantala
,
J.
Schiøtz
,
K. S.
Thygesen
, and
K. W.
Jacobsen
,
J. Phys.: Condens. Matter
22
,
253202
(
2010
).
46.
J. P.
Perdew
,
K.
Burke
, and
M.
Ernzerhof
,
Phys. Rev. Lett.
77
,
3865
(
1996
).
47.
R. J.
Zollweg
,
Phys. Rev.
100
,
671
(
1955
).
48.
O.
Glemser
and
G. Z.
Peuschel
,
Anorg. Allg. Chem.
281
,
44
(
1955
).
49.
J. K.
Nørskov
,
J.
Rossmeisl
,
A.
Logadottir
,
L.
Lindqvist
,
J. R.
Kitchin
,
T.
Bligaard
, and
H.
Jónsson
,
J. Phys. Chem. B
108
,
17886
(
2004
).
50.
G.
Henkelman
and
H.
Jónsson
,
J. Chem. Phys.
113
,
9978
(
2000
).
51.
G.
Henkelman
,
B. P.
Uberuaga
, and
H.
Jónsson
,
J. Chem. Phys.
113
,
9901
(
2000
).
52.
See supplementary material at http://dx.doi.org/10.1063/1.3685849 for the tabulated surface energies and the transition state data.
53.
Y.
Laligant
,
A.
Le Bail
,
G.
Ferey
,
M.
Hervieu
,
B.
Raveau
,
A.
Wilkinson
, and
A. K.
Cheetham
,
Eur. J. Solid State Inorg. Chem.
25
,
237
(
1988
).

Supplementary Material

You do not currently have access to this content.