Structure and charge hopping dynamics in green rust

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 111, Issue 30, 2007, Pages 11414-11423

  Wander, Matthew C F ^a   Rosso, Kevin M ^b   Schoonen, Martin A A ^a  

^a STONY BROOK UNIVERSITY   (United States)

^b PACIFIC NORTHWEST NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CONSTRAINT THEORY; IRON; OXIDATION; POSITIVE IONS; REACTION RATES; REMEDIATION;

BIOTIC PROCESSES; CHARGE HOPPING DYNAMICS; GREEN RUST; REDUCTIVE TRANSFORMATION;

IRON OXIDES;

EID: 34548215137     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp072762n     Document Type: Article

References (99)

1. Genin, J. M. R.; Refait, P.; Olowe, A. A.; Abdelmoula, M.; Fall, I.; Drissi, S. H. Hyperfine Interact. 1998, 112, 47.
2. Genin, J. M. R.; Refait, P. H.; Abdelmoula, M. Hyperfine Interact. 2002, 139, 119.
3. Abdelmoula, M.; Refait, P.; Drissi, S. H.; Mihe, J, P.; Genin, J. M. R. Corros. Sci. 1996, 38, 623.
4. Furukawa, Y.; Kim, J. W.; Watkins, J.; Wilkin, R. T. Environ. Sci. Technol. 2002, 36, 5469.
5. Music, S.; Nowik, I.; Ristic, M.; Orehovec, Z.; Popovic, S. Croat. Chem. Acta 2004, 77, 141.
6. Refait, P.; Abdelmoula, M.; Genin, J. M. R.; Sabot, R. C. R. Geosci. 2006, 338, 476.
7. Bourrie, G.; Trolard, F.; Genin, J. M. R.; Jaffrezic, A.; Maitre, V.; Abdelmoula, M. Geochim. Cosmochim. Acta 1999, 63, 3417.
8. Ruby, C.: Gehin, A.; Aissa, R.; Genin, J. M. R. Corros. Sci. 2006, 45, 3824.
9. Abdelmoula, M.; Trolard, F.; Bourrie, G.; Genin, J. M. R. Hyperfine Interact. 1998, 112, 235.
10. Genin, J. M. R.; Refait, P.; Simon, L.; Drissi, S. H. Hyperfine Interact. 1998, 111, 313.
11. Refait, P.; Genin, J. M. R. Corros. Sci. 1997, 39, 539.
12. ( 12) Ruby, C.; Aissa, R.; Gehin, A.; Cortot, J.; Abdelmoula, M.; Genin, J. M. C. R. Geosci. 2006, 338, 420.
13. Genin, J. M. R.; Olowe, A. A.; Refait, P.; Simon, L. Corros. Sci. 1996, 38, 1751.
14. Trolard, F.; Bourrie, G. J. Geochem. Explor. 2006, 88, 249.
15. Hansen, H. C. B.; Guldberg, S.; Erbs, M.; Koch, C. B. Appl. Clay Sci. 2001, 18, 81.
16. O'Loughlin, E. J.; Kelly, S. D.; Cook, R. E.; Csencsits, R.; Kemner, K. M. Environ. Sci. Technol. 2003, 37, 721.
17. O'Loughlin, E. J.; Kelly, S. D.; Kemner, K. M.; Csencsits, R.; Cook, R. E. Chemosphere 2003, 53, 437.
18. O'Loughlin, E. J.; Kemner. K. M.; Burris, D. R. Environ. Sci. Technol. 2003, 37, 2905.
19. O'Laughlin, E. J.; Kemner, K. M.; Burris, D. R. Environ. Sci. Technol. 2003, 37.
20. O'Loughlin, E. J.; Burris. D. R. Environ. Toxicol. Chem. 2004, 23, 41.
21. Pepper, S. E.; Bunker, D. J.; Bryan, N. D.; Livens, F. R.; Charnock, J. M.; Pattrick, R. A. D.; Collison. D. J. Colloid Interface Sci. 2003, 265, 408.
22. Lien, H. L.; Wilkin, R. T. Chemosphere 2005, 59, 377.
23. Refait, P.; Simon, L.; Genin. J. M. R. Environ. Sci. Technol. 2000, 34, 819.
24. Su, C. M.; Puis, R. W. Environ. Sci. Technol. 2004, 38, 5224.
25. Su, C. M.; Wilkin, R. T. Arsenate and arsenite sorption on and arsenite oxidation by iron(II, III) hydroxycarbonate green rust. In Advances in Arsenic Research; O'Day, P., Vlassopoulos, D., Meng, X., Benning, L., Eds.; ACS Symposium Series 915; American Chemical Society: Washington, DC, 2005; p 25.
26. Refait, P.; Drissi, S. H.; Pytkiewicz, J.; Genin, J. M. R. Corros. Sci. 1997, 39, 1699.
27. Refait, P.; Memet, J. B.; Bon, C.; Sabot, R.; Genin, J. M. R. Corros. Sci. 2003, 45, 833.
28. Genin, J. M. R.; Refait, P.; Bourrie, G.; Abdelmoula, M.; Trolard, F. Appl. Geochem. 2001, 16, 559.
29. Genin, J. M. R.; Abdelmoula, M.; Ruby, C.; Upadhyay, C. C. R. Geosci. 2006, 338, 402.
30. Genin, J. M. R.; Abdelmoula, M.; Aissa, R.; Ruby, C. Hyperfine Interact. 2005, 166, 391.
31. Genin, J. M. R.; Aissa, R.; Gehin, A.; Abdelmoula, M.; Benali, O.; Ernstsen, V.; Ona-Nguema, G.; Upadhyay, C.; Ruby, C. Solid State Sci. 2005, 7, 545.
32. Refait, P.; Charton, A.; Genin, J. M. R. Eur. J. Solid State Inorg. Chem. 1998, 35, 655.
33. Ruby, C.; Gehin, A.; Aissa, R.; Ghanbaja, J.; Abdelmoula, M.; Genin, J. M. R. Hyperfine Interact. 2006, 167, 803.
34. Simon, L.; Francois, M.; Refait, P.; Renaudin, G.; Lelaurain, M.; Genin, J. M. R. Solid State Sci. 2003, 5, 327.
35. Parise, J. B.; Marshall, W. G.; Smith, R. I.; Lutz, H. D.; Moller, H. Am. Mineral. 2000, 85, 189.
36. Genin, J. M. R.; Ruby, C.; Upadhyay, C. Solid State Sci. 2006, 8, 1330.
37. Ruby, C.; Upadhyay, C.; Gehin, A.; Ona-Nguema, G.; Genin, J. M. R. Environ. Sci. Technol. 2006, 40, 4696.
38. Genin, J. M. R.; Ruby, C. Solid State Sci. 2004, 6, 705.
39. Refait, P. H.; Abdelmoula, M.; Genin, J. M. R. Corros. Sci. 1998, 40, 1547.
40. Rosso, K. M.; Smith, D. M. A.; Dupuis, M. J. Chem. Phys. 2003, 118, 6455.
41. Rosso, K. M.; Ilton, E. S. J. Chem. Phys. 2003, 119, 9207.
42. Kerisit, S.; Rosso, K. M. Geochim. Cosmochim. Acta 2006, 70, 1888.
43. Iordanova, N.; Dupuis, M.; Rosso, K. M. J. Chem. Phys. 2005, 122.
44. Kerisit, S.; Rosso, K. M. J. Chem. Phys. 2005, 123.
45. Xu, Y.; Schoonen, M. A. A. Am. Mineral 2000, 85, 543.
46. Rosso, K. M. Structure and reactivity of semiconducting mineral surfaces: Convergence of molecular modeling and experiment. In Molecular Modeling Theory: Applications in the Geosciences, 2001; Vol. 42; p 199.
47. Rosso, K. M.; Becker, U. Geochim. Cosmochim. Acta 2003, 67, 941.
48. Rosso, K. M.; Rustad, J. R.; Gibbs, G. V. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 8133.
49. Rosso, K. M.; Dupuis, M. J. Chem. Phys. 2004, 120, 7050.
50. Williams, A. G. B.; Scherer, M. M. Environ. Sci. Technol. 2004, 38, 4782.
51. Silvester, E.; Charlet, L.; Tournassat, C.; Gehin, A.; Greneche, J. M.; Liger, E. Geochim. Cosmochim. Acta 2005, 69, 4801.
52. Pedersen, H. D.; Postma, D.; Jakobsen, R. Geochim. Cosmochim. Acta 2006, 70, 4116.
53. Gorby, Y. A.; Yanina, S.; McLean, J. S.; Rosso, K. M.; Moyles, D.; Dohnalkova, A.; Beveridge, T. J.; Chang, I. S.; Kim, B. H.; Kim, K. S.; Culley, D. E.; Reed, S. B.; Romine, M. F.; Saffarini, D. A.; Hill, E. A.; Shi, L.; Elias, D. A.; Kennedy, D. W.; Pinchuk, G.; Watanabe, K.; Ishii, S.; Logan, B,; Nealson, K. H.; Fredrickson, J. K. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 11358.
54. Rosso, K. M.; Ilton, E. S. J. Chem. Phys. 2005, 122.
55. Neal, A. L.; Bank, T. L.; Hochella, M. F.; Rosso, K. M. Geochem. Trans. 2005, 6, 11.
56. Neal, A. L.; Rosso, K. M.; Geesey, G. G.; Gorby, Y. A.; Little, B. J. Geochim. Cosmochim. Acta 2003, 67, 4489.
57. Genin, J. M. R. Hyperfine Interact. 2004, 156, 471.
58. Aissa, R.; Ruby, C.; Gehin, A.; Abdelmoula, M.; Genin, J. M. R. Hyperfine Interact. 2004, 156, 445.
59. Gehin, A.; Ruby, C.; Abdelmoula, M.; Benali, O.; Ghanbaja, J.; Refait, P.; Genin, J. M. R. Solid State Sci. 2002, 4, 61.
60. Feder, F.; Trolard, F.; Klingelhofer, G.; Bourrie, G. Geochim. Cosmochim. Acta 2005, 69, 4463.
61. Ruby, C.; Gehin, A.; Abdelmoula, M.; Genin, J. M. R.; Jolivet, J. P. Solid State Sci. 2003, 5, 1055.
62. Trolard, F.; Genin, J. M. R.; Abdelmoula, M.; Bourrie, G.; Humbert, B.; Herbillon, A. Geochim. Cosmochim. Acta 1997, 61, 1107.
63. Kukkadapu, R. K.; Zachara, J. M.; Fredrickson, J. K.; Kennedy, D. W, Geochim. Cosmochim. Acta 2004, 68, 2799.
64. Hawthorne, F. C. Rev. Mineral. 1988, 18, 255.
65. Marcus, R. A. J. Phys. Chem. 1956, 24, 966.
66. Marcus, R. A. Annu. Rev. 1964, 155.
67. Newton, M. D.; Sutin, N. Annu. Rev. Phys. Chem. 1984, 35, 437.
68. Newton, M. D. J. Phys. Chem. 1975, 79, 2795.
69. Holstein, T. Ann. Phys. 1959, 8, 343.
70. Iordanova, N.; Dupuis, M.; Rosso, K. M. J. Chem. Phys. 2005, 123.
71. Saunders, V. P.; Dovesi, R.; Roetti, C. CRYSTAL03; University of Torino: Torino, Italy, 2003.
72. Catti, M.; Valerio, G.; Dovesi, R. Phys. Rev. B 1995, 51, 7441.
73. Zicovich-Wilson, C. M. LoptCG:Valencia, Spain, 1998.
74. Apra, E. Thesis, University of Torino, 1992.
75. Sherman, D. M. Solid State Commun. 1986, 58, 719.
76. Schwertmann, U.; Cornell, R. M. Iron oxides in the laboratory: preparation and characterization; VCH: New York, 1991.
77. Goodenou, Jb. Mater. Res. Bull. 1971, 6, 967.
78. Feller, D.; Peterson, K. A. J. Chem. Phys. 1998, 108, 154.
79. Cramer, C. J. Essentials of Computational Chemistry Theoreis and Models; John Wiley & Sons: Chichester, West Sussex, England, 2002.
80. Bylaska, E. J.; de Jong, W. A.; Kowalski, K.; Straatsma, T. P.; Valiev, M.; Wang, D.; Aprà, E.; Windus, T. L.; Hirata, S.; Hackler, M. T.; Zhao, Y.; Fan, P.-D.; Harrison, R. J.; Dupuis, M.; Smith, D. M. A.; Nieplocha, J.; Tipparaju, V.; Krishnan, M.; Auer, A. A.; Nooijen, M.; Brown, E.; Cisneros, G.; Fann, G. I.; Früchtl, H.; Garza, J.; Hirao, K.; Kendall, R.; Nichols, J. A.; Tsemekhman, K.; Wolinski, K.; Anchell, J.; Bernholdt, D.; Borowski, P.; Clark, T.; Clerc, D.; Dachsel, H.; Deegan, M.; Dyall, K.; Elwood, D.; Glendening, E.; Gutowski, M.; Hess, A.; Jaffe, J.; Johnson, B.; J. Kobayashi, Ju. R.; Kutteh, R.; Lin, Z.; Littlefield, R.; Long, X.; Meng, B.; Nakajima, T.; Niu, S.; Pollack, L.; Rosing, M.; Sandrone, G.; Stave, M.; Taylor, H.; Thomas, G.; van Lenthe, J.; Wong, A.; Zhang, Z. NWChem, A Computational Chemistry Package for Parallel Computers, Version 5.0; Pacific Northwest National Laboratory: Richland, Washington, 2005.
81. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chim. Acta 1973, 28, 213.
82. Francl, M. M.; Pietro, W. J.; Hehre, W. J.; Binkley, J. S.; Gordon, M. S.; DeFrees, D. J.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1982, 77, 3654.
83. Rassolov, V.; Pople, J. A.; Ratner, M.; Windus, T. L. J. Chem. Phys. 1998, 109, 1223.
84. Krishnan, R.; Binkley, J. S.; Seeger. R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1980, 72, 650.
85. Clark, T.; Chandrasekhar, J.; Spitznagel, G. W.; Schleyer, P. V. R. J. Comp. Chem. 1983, 4, 294.
86. Ortiz. J. V.; Hay, P. J.; Martin. R. L. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 2736.
87. Schafer, A.; Huber, C.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5829.
88. Rassolov, V.; Pople, J. A.; Ratner, M.; Windus, T. L. J. Chem. Phys. 1998, 109, 1223.
89. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J., J. A.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M,; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Klene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, I.; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 03W, Revision C.2 ed.; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
90. Farazdel, A.; Dupuis, M.; dementi, E.; Aviramt, A. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 4206.
91. Rosso, K. M.; Rustad, J. R. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 6718.
92. Marcus, R. A. J. Chem. Phys. 1956, 24, 966.
93. Fernandez, D. P.; Goodwin, A. R. H.; Lemmon, E. W,; Levelt Sengers, J. M. H.; Williams, R. C. J. Phys. Chem. Ref. Data Suppt. 1 1997, 26, 1125.
94. Farmer, V. Mineral. Soc., London 1974.
95. Tsuda, N.; Nasu, K.; Fujimori, A.; Siratori, K. Electronic condition in oxides, 2nd ed.; Springer-Verlag: Heidelberg, Germany, 2000.
96. Sutin, N. Electron transfer reactions in solution: A historical perspective. Electron Transfer-from Isolated Molecules to Biomolecules, Pt 1; Wiley: New York, 1999; Vol. 106, p 7.
97. Rosso, K. M.; Smith, D. M. A.; Dupuis, M. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 5242.
98. Rosso, K. M.; Smith, D. M. A.; Wang, Z. M.; Ainsworth, C. C.; Fredrickson, J. K. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 3292.
99. Brunschwig, B. S.; Logan, J.; Newton, M. D.; Sutin, N. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 5798.