Ultrafast photooxidation of Mn(II)-terpyridine complexes covalently attached to TiO2 nanoparticles

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 111, Issue 32, 2007, Pages 11982-11990

  Abuabara, Sabas G ^a   Cady, Clyde W ^a   Baxter, Jason B ^a   Schmuttenmaer, Charles A ^a   Crabtree, Robert H ^a   Brudvig, Gary W ^a   Batista, Victor S ^a  

^a YALE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COLLOIDS; NANOPARTICLES; PHOTOOXIDATION; TITANIUM DIOXIDE;

COLLOIDAL THIN FILMS; INTERFACIAL ELECTRON TRANSFER;

COMPLEXATION;

EID: 34548272271     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp072380h     Document Type: Article

References (115)

1. O'Regan, B.; Gratzel, M. Nature 1991, 353, 737.
2. Nazeeruddin, M. K.; Kay, A.; Rodicio, I.; Humphrybaker, R.; Muller, E.; Liska, P.; Vlachopoulos, N.; Gratzel, M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6382.
3. Serpone, N. Res. Chem. Interm. 1994, 20, 953.
4. Serpone, N.; Lawless, D.; Disdier, J.; Herrmann, J. M. Langmuir 1994, 10, 643.
5. Serpone, N.; Terzian, R.; Hidaka, H.; Pelizzetti, E. J. Phys. Chem. 1994, 98, 2634.
6. Mills, A.; LeHunte, S. J. Photochem. Photobiol. A 1997, 108, 1.
7. Colvin, V. L.; Schlamp, M. C.; Alivisatos, A. P. Nature 1994, 370, 354.
8. Furtado, L. F. O.; Alexiou, A. D. P.; Goncalves, L.; Toma, H. E.; Araki, K. Ang. Chem.-Int. Ed. 2006, 45, 3143.
9. Nazeeruddin, M. K.; Kay, A.; Rodicio, I.; Humphrybaker, R.; Muller, E.; Liska, P.; Vlachopoulos, N.; Gratzel, M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6382.
10. Polo, A. S.; Itokazu, M. K.; Iha, N. Y. M. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 1343.
11. Sheng, X. L.; Zhao, Y.; Zhai, J.; Zhu, D. B. Prog. Chem. 2007, 19, 59.
12. Kim, K. E.; Jang, S. R.; Park, J.; Vittal, R.; Kim, K. J. Sol. Ener. Mat. Sol. Cells 2007, 91, 366.
13. Reemts, J.; Kittel, A. J. Appl. Phys. 2007, 101.
14. Roh, S. J.; Mane, R. S.; Min, S. K.; Lee, W. J.; Lokhande, C. D.; Han, S. H. Appl. Phys. Lett. 2006, 89.
15. Mane, R. S.; Lee, W. J.; Pathan, H. M.; Han, S. H. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 24254.
16. Niinobe, D.; Makari, Y.; Kitamura, T.; Wada, Y.; Yanagida, S. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 17892.
17. Green, A. N. M.; Palomares, E.; Haque, S. A.; Kroon, J. M.; Durrant, J. R. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 12525.
18. Hao, E. C.; Anderson, N. A.; Asbury, J. B.; Lian, T. Q. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 10191.
19. Asbury, J. B.; Ellingson, R. J.; Ghosh, H. N.; Ferrere, S.; Nozik, A. J.; Lian, T. Q. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3110.
20. Deng, H. H.; Zhou, Y. M.; Mao, H. F.; Lu, Z. H. Synth. Met. 1998, 92, 269.
21. Heimer, T. A.; Darcangelis, S. T.; Farzad, F.; Stipkala, J. M.; Meyer, G. J. Inorg. Chem. 1996, 35, 5319.
22. Campbell, W. M.; Burrell, A. K.; Officer, D. L.; Jolley, K. W. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 1363.
23. Argazzi, R.; Iha, N. Y. M.; Zabri, H.; Odobel, F.; Bignozzi, C. A. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 1299.
24. Kalyanasundaram, K.; Vlachopoulos, N.; Krishnan, V.; Monnier, A.; Gratzel, M. J. Phys. Chem. 1987, 91, 2342.
25. Wessel, J.; Crabtree, R. H. J. Mol. Cat. A-Chem. 1996, 113, 13.
26. Taft, K. L.; Kulawiec, R. J.; Sarneski, J. E.; Crabtree, R. H. Tetrahedron Lett. 1989, 30, 5689.
27. Beck, W. F.; Sears, J.; Brudvig, G. W.; Kulawiec, R. J.; Crabtree, R. H. Tetrahedron 1989, 45, 4903.
28. Choudary, B. M.; Pal, U.; Kantam, M. L.; Ranganath, K. V. S.; Sreedhar, B. Adv. Synth. Catal. 2006, 348, 1038.
29. Bagherzadeh, M.; Latifi, R.; Tahsini, L. J. Mol. Catal. A-Chem. 2006, 260, 163.
30. Collman, J. P.; Zeng, L.; Wang, H. J. H.; Lei, A.; Brauman, J. I. Eur. J. Org. Chem. 2006, 2707.
31. Silva, A. R.; Wilson, K.; Clark, J. H.; Freire, C. Asymmetric epoxidation of alkenes by a chiral manganese(III) salen complex anchored onto a functionalised hexagonal mesoporous silica. In Molecular Sieves: From Basic Research to Industrial Applications, Pts a and B 2005, Vol. 158, pp 1525.
32. Barroso, S.; Blay, G.; Fernandez, I.; Pedro, J. R.; Ruiz-Garcia, R.; Pardo, E.; Lloret, F.; Munoz, M. C. J. Mol. Cat. A-Chem. 2006, 243, 214.
33. Cardoso, B.; Pires, J.; Carvalho, A. P.; Kuzniarska-Biernacka, I.; Silva, A. R.; de Castro, B.; Freire, C. Microporous Mesoporous Mater. 2005, 86, 295.
34. Nunes, G. S.; Mayer, I.; Toma, H. E.; Araki, K. J. Catal. 2005, 236, 55.
35. Borriello, C.; Del, Litto, R.; Panunzi, A.; Ruffo, F. Inorg. Chem. Comm. 2005, 8, 717.
36. Rebelo, S. L. H.; Simoes, M. M. Q.; Neves, M.; Silva, A. M. S.; Tagliatesta, P.; Cavaleiro, J. A. S. J. Mol Catal. A 2005, 232, 135.
37. Connolly, J. S. Photochemical conversion and storage of solar energy; Academic Press: New York, 1981.
38. Gratzel, M. Energy resources through photochemistry and catalysis; Academic Press: New York, 1983.
39. Wrighton, M. S. J. Chem. Edu. 1983, 60, 877.
40. Gratzel, M. Coord. Chem. Rev. 1991, 111, 167.
41. Bard, A. J.; Fox, M. A. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 141.
42. Heimer, T. A.; Heilweil, E. J.; Bignozzi, C A.; Meyer, G. J. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 4256.
43. Ghosh, H. N.; Asbury, J. B.; Weng, Y. X.; Lian, T. Q. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 10208.
44. Cherepy, N. J.; Smestad, G. P.; Gratzel, M.; Zhang, J. Z. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 9342.
45. Martini, I.; Hodak, J.; Hartland, G. V.; Kamat, P. V. J. Chem. Phys. 1997, 107, 8064.
46. Martini, I.; Hodak, J. H.; Hartland, G. V. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 9508.
47. Tachibana, Y.; Moser, J. E.; Gratzel, M.; Klug, D. R.; Durrant, J. R. J. Phys. Chem. 1996, 100, 20056.
48. Hannappel, T.; Burfeindt, B.; Storck, W.; Willig, F. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 6799.
49. Ellingson, R. J.; Asbury, J. B.; Ferrere, S.; Ghosh, H. N.; Sprague, J. R.; Lian, T. Q.; Nozik, A. J. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 6455.
50. Weng, Y. X.; Wang, Y. Q.; Asbury, J. B.; Ghosh, H. N.; Lian, T. Q. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 93.
51. Martini, I.; Hodak, J. H.; Hartland, G. V. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 9104.
52. Lu, H.; Prieskorn, J. N.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 4927.
53. Weng, Y. X.; Wang, Y. Q.; Asbury, J. B.; Ghosh, H. N.; Lian, T. Q. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 93.
54. Vrachnou, E.; Vlachopoulos, N.; Gratzel, M. J. Chem. Soc. 1987, 868.
55. Blackbourn, R. L.; Johnson, C. S.; Hupp, J. T. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 1060.
56. Nelson, J. Phys. Rev. B 1999, 59, 15374.
57. Barzykin, A. V.; Seki, K.; Tachiya, M. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 9156.
58. Galoppini, E. Coord. Chem. Rev. 2004, 248, 1283.
59. Kay, A.; Humphrybaker, R.; Gratzel, M. J. Phys. Chem. 1994, 98, 952.
60. Kay, A.; Gratzel, M. J. Phys. Chem. 1993, 97, 6272.
61. Kamat, P. V.; Chauvet, J. P.; Fessenden, R. W. J. Phys. Chem. 1986, 90, 1389.
62. Bedja, I.; Hotchandani, S.; Carpentier, R.; Fessenden, R. W.; Kamat, P. V. J. Appl. Phys. 1994, 75, 5444.
63. Kalyanasundaram, K.; Vlachopoulos, N.; Krishnan, V.; Monnier, A.; Gratzel, M. J. Phys. Chem. 1987, 91, 2342.
64. Fan, F. R. F.; Bard, A. J. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 6139.
65. Giraudeau, A.; Fan, F. R. F.; Bard, A. J. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 5137.
66. Hodak, J.; Quinteros, C.; Litter, M. I.; Roman, E. S. J. Chem. Soc.-Faraday Trans. 1996, 92, 5081.
67. Fang, J. H.; Wu, J. W.; Lu, X. M.; Shen, Y. C.; Lu, Z. H. Chem. Phys. Lett. 1997, 270, 145.
68. Nazeeruddin, M. K.; Humphry-Baker, R.; Gratzel, M.; Murrer, B. A. Chem. Commun. 1998, 719.
69. Nazeeruddin, M. K.; Humphry-Baker, R.; Gratzel, M.; Wohrle, D.; Schnurpfeil, G.; Schneider, G.; Hirth, A.; Trombach, N. J. Porphyrins Phthalocyanines 1999, 3, 230.
70. He, J. J.; Hagfeldt, A.; Lindquist, S. E.; Grennberg, H.; Korodi, F.; Sun, L. C.; Akermark, B. Langmuir 2001, 17, 2743.
71. Aranyos, V.; Hjelm, J.; Hagfeldt, A.; Grennberg, H. J. Porphyrins Phthalocyanines 2001, 5, 609.
72. Paw, W.; Cummings, S. D.; Mansour, M. A.; Connick, W. B.; Geiger, D. K.; Eisenberg, R. Coord. Chem. Rev. 1998, 171, 125.
73. Islam, A.; Sugihara, I.; Hara, I.; Singh, L. P.; Katoh, R.; Yanagida, M.; Takahashi, Y.; Murata, S.; Arakawa, H. New J. Chem. 2000, 24, 343.
74. Islam, A.; Sugihara, H.; Hara, K.; Singh, L. P.; Katoh, R.; Yanagida, M.; Takahashi, Y.; Murata, S.; Arakawa, H. Inorg. Chem. 2001, 40, 5371.
75. Enea, O.; Moser, J.; Gratzel, M. J. Electroanal. Chem. 1989, 259, 59.
76. Rehm, J. M.; McLendon, G. L.; Nagasawa, Y.; Yoshihara, K.; Moser, J.; Gratzel, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 9577.
77. Kamat, P. V.; Ford, W. E. Chem. Phys. Lett. 1987, 135, 421.
78. Kamat, P. V. J. Phys. Chem. 1989, 93, 859.
79. Moser, J.; Gratzel, M. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 6557.
80. Vrachnou, E.; Gratzel, M.; McEvoy, A. J. J. Electroanalyt. Chem. 1989, 258, 193.
81. Ferrere, S.; Zaban, A.; Gregg, B. A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 4490.
82. Sayama, K.; Sugino, M.; Sugihara, H.; Abe, Y.; Arakawa, H. Chem. Lett. 1998, 753.
83. Wang, Z. S.; Li, F. Y.; Huang, C. H.; Wang, L.; Wei, M.; Jin, L. P.; Li, N. Q. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 9676.
84. Hara, K.; Horiguchi, T.; Kinoshita, T.; Sayama, K.; Sugihara, H.; Arakawa, H. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2000, 64, 115.
85. Chen, H. Y.; Tagore, R.; Das, S.; Incarvito, C.; Faller, J. W.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. Inorg. Chem. 2005, 44, 7661.
86. Das, S.; Incarvito, C. D.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. Science 2006, 312, 1941.
87. Duonghong, D.; Borgarello, E.; Grätzel, M. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 4685.
88. Storrier, G. D.; Takada, K.; Abruña, H. D. Inorg. Chem. 1999, 38, 559.
89. Whittle, B.; Everest, N. S.; Howard, C.; Ward, M. D. Inorg. Chem. 1995, 34, 2025.
90. Beard, M. C.; Turner, G. M.; Schmuttenmaer, C. A. Phys. Rev. B 2000, 62, 15764.
91. Baxter, J. B.; Schmuttenmaer, C. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 25229.
92. Limburg, J.; Vrettos, J. S.; Liable-Sands, L. M.; Rheingold, A. L.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. Science 1999, 283, 1524.
93. McGlynn, S. P.; Vanquickenborne, L. G.; Kinoshita, M.; Carroll, D. G. Introduction to Applied Quantum Chemistry; Holt, Rinehart, and Winston Inc.: New York 1972.
94. Rego, L. G. C.; Batista, V. S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7989.
95. Cerdá, j.; Soria, F. Phys. Rev. B 2000, 61, 7965.
96. Hoffman, R. Rev. Mod. Phys. 1988, 60, 601.
97. Semiconductor Surfaces and Interfaces; Mönch, W., Ed.; Springer: Berlin, 1993; Vol. 26.
98. Kresse, G.; Furthmuller, J. Vienna ab initio Simulation Package; 4.4.5 ed.; VASP: Vienna, 2001.
99. Kresse, G.; Furthmuller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169.
100. Kresse, G.; Furthmuller, J. Comp. Mat. Sci. 1996, 6, 15.
101. Perdew, J. P. In Electronic Structure of Solids '91; Ziesche, P., Eschrig, H., Eds.; Akademie Verlag: Berlin, 1991.
102. Vanderbilt, D. Phys. Rev. B 1990, 41, 7892.
103. Dieblod, U. Surf. Sci. Rep. 2003, 48, 53.
104. Duncan, W. R.; Prezhdo, O. V. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 365.
105. Jaguar 5.0; Schrodinger, LLC: Portland, OR, 2002.
106. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, J. A., Jr.; 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.; Bakken, V.; 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 03; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
107. Moser, J.; Punchihewa, S.; Infelta, P. P.; Grätzel, M. Langmuir 1991, 7, 3012.
108. Persson, P.; Bergström, R.; Lunell, S. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 10348.
109. Moser, J.; Punchihewa, S.; Infelta, P. P.; Gratzel, M. Langmuir 1991, 7, 3012.
110. Schmuttenmaer, C. A. Chem. Rev. 2004, 104, 1759.
111. Gundlach, L.; Ernstorfer, R.; Willig, F. Phys. Rev. B 2006, 74.
112. Turner, G. M.; Beard, M. C.; Schmuttenmaer, C A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 11716.
113. Ramakrishna, G.; Ghosh, H. N. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 7000.
114. Abuabara, S. G.; Rego, L. G. C.; Batista, V. S. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 18234.
115. Asbury, J. B.; Ellingson, R. J.; Ghosh, H. N.; Ferrere, S.; Nozik, A. J.; Lian, T. Q. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3110.