Reversible visible-light photooxidation of an oxomanganese water-oxidation catalyst covalently anchored to TiO2 nanoparticles

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 114, Issue 45, 2010, Pages 14214-14222

  Li, Gonghu ^a   Sproviero, Eduardo M ^a   McNamara, William R ^a   Snoeberger III, Robert C ^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

AMIDES; CATALYSTS; ELECTRON MOBILITY; ELECTRON SPIN RESONANCE SPECTROSCOPY; MANGANESE; MANGANESE COMPOUNDS; METAL COMPLEXES; NANOPARTICLES; PHOTOEXCITATION;

AMIDE BOND; ARTIFICIAL PHOTOSYNTHETIC ASSEMBLY; COMPUTATIONAL MODELING; COVALENT ATTACHMENT; DEGREE OF CRYSTALLINITY; DINUCLEAR; ELECTRON ACCEPTOR; ELECTRON SCAVENGERS; ELECTRONIC AND STRUCTURAL PROPERTIES; EPR SPECTROSCOPY; HOMOGENEOUS CATALYST; INTERFACIAL ELECTRON TRANSFER; NANO PARTICULATES; OXIDATION CATALYSTS; OXIDATION CHEMISTRY; OXIDATIVE CONDITIONS; PHOTO-INDUCED; PHOTOCATALYTIC DEVICES; PHOTOINDUCED CHARGE SEPARATION; POLYNUCLEAR TRANSITION-METAL COMPLEXES; TERPYRIDINES; TIO; UV-VISIBLE; VISIBLE LIGHT; WATER OXIDATION;

PHOTOOXIDATION;

EID: 77953897355     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp908925z     Document Type: Article

References (60)

1. Fujishima, A.; Honda, K. Nature 1972, 238, 37-38.
2. Alstrum-Acevedo, J. H.; Brennaman, M. K.; Meyer, T. J. Inorg. Chem. 2005, 44, 6802-6827.
3. Lubitz, W.; Reijerse, E. J.; Messinger, J. Energy Environ, Sci. 2008, 1, 15-31.
4. Lewis, N. S.; Nocera, D. G. Proc Natl. Acad. Sci. 2006, 103, 15729-15735.
5. Bard, A. J.; Fox, M. A. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 141-145.
6. Moore, G. F.; Hambourger, M.; Gervaldo, M.; Poluektov, O. G.; Rajh, T.; Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10466-10467.
7. Grätzel, M. Nature 2001, 414, 338-344.
8. Linsebigler, A. L.; Lu, G. Q.; Yates, J. T. Chem. Rev. 1995, 95, 735-758.
9. Carp, O.; Huisman, C. L.; Relier, A. Prog. Solid State Chem. 2004, 32, 33-177.
10. Fujita, E. Coord. Chem. Rev. 1999, 185-186, 373-384.
11. Fujita, E.; Muckerman, J. T. Bull. Jpn. Soc. Coord. Chem. 2008, 51, 41-54.
12. Cady, C. W.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. Coord. Chem. Rev. 2008, 252, 444-455.
13. Yagi, M.; Kaneko, M. Chem. Rev. 2001, 101, 21-35.
14. Harriman, A.; Pickering, I. J.; Thomas, J. M.; Christensen, P. A. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 1988, 84, 2795-2806.
15. Concepcion, J. J.; Jurss, J. W.; Templeton, J. L.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16462-16463.
16. Liu, F.; Concepcion, J. J.; Jurss, J. W.; Cardolaccia, T.; Templeton, J. L.; Meyer, T. J. Inorg. Chem. 2008, 47, 1727-1752.
17. Deng, Z.; Tseng, H.-W.; Zong, R.; Wang, D.; Thummel, R. Inorg. Chem. 2008, 47, 1835-1848.
18. Geletii, Y. V.; Botar, B.; Kogerler, P.; Hillesheim, D. A.; Musaev, D. G.; Hill, C. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 3896-3899.
19. Limburg, J.; Vrettos, J. S.; Liable-Sands, L. M.; Rheingold, A. L.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. Science 1999, 283, 1524-1527.
20. Limburg, J.; Vrettos, J. S.; Chen, H. Y.; de Paula, J. C.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 423-430.
21. Chen, H. Y.; Faller, J. W.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7345-7349.
22. Tagore, R.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. Inorg. Chem. 2008, 47, 1815-1823.
23. Beckmann, K.; Uchtenhagen, H.; Berggren, G.; Anderlund, M. F.; Thapper, A.; Messinger, J.; Styring, S.; Kurz, P. Energy Environ. Sci. 2008, 1, 668-676.
24. Brimblecombe, R.; Swiegers, G. F.; Dismukes, G. C.; Spiccia, L. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 7335-7338.
25. McDaniel, N. D.; Coughlin, F. J.; Tinker, L. L.; Bernhard, S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 210-217.
26. Hoertz, P. G.; Kim, Y.-.I.; Youngblood, W. J.; Mallouk, T. E. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 6845-6856.
27. Nakamura, R.; Frei, H. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10668-10669.
28. Hull, J. F.; Balcells, D.; Blakemore, J. D.; Incarvito, C. D.; Eisenstein, O.; Brudvig, G. W.; Crabtree, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8730-8731.
29. Kanan, M. W.; Nocera, D. G. Science 2008, 321, 1072-1075.
30. Brunschwig, B. S.; Chou, M. H.; Creutz, C.; Ghosh, P.; Sutin, N. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 4832-4833.
31. McEvoy, J. P.; Brudvig, G. W. Chem. Rev. 2006, 106, 4455-4483.
32. Yachandra, V. K.; Sauer, K.; Klein, M. P. Chem. Rev. 1996, 96, 2927-2950.
33. Sproviero, E. M.; Gascon, J. A.; McEvoy, J. P.; Brudvig, G. W.; Batista, V. S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6728-6730.
34. Sproviero, E. M.; Gascon, J. A.; McEvoy, J. P.; Brudvig, G. W.; Batista, V. S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3428-3442.
35. Sproviero, E. M.; Gascon, J. A.; McEvoy, J. P.; Brudvig, G. W.; Batista, V. S. Coord. Chem. Rev. 2008, 252, 395-415.
36. Sproviero, E. M.; McEvoy, J. P.; Gascon, J. A.; Brudvig, G. W.; Batista, V. S. Photosynth. Res. 2008, 97, 91-114.
37. Sproviero, E. M.; Gascon, J. A.; McEvoy, J. P.; Brudvig, G. W.; Batista, V. S. J. Inorg. Biochem. 2006, 100, 786-800.
38. Youngblood, W. J.; Lee, S.-H. A.; Kobayashi, Y.; Hernandez-Pagan, E. A.; Hoertz, P. G.; Moore, T. A.; Moore, A. L.; Gust, D.; Mallouk, T. E. J. Am. Chem. Soc 2009, 131, 926-927.
39. Balzani, V.; Credi, A.; Venturi, M. ChemSusChem 2008, 1, 26-58.
40. Hammarström, L.; Styring, S. Philos. Trans. R. Soc. London, Ser. B 2008, 363, 1283-1291.
41. Borgström, M.; Shaikh, N.; Johansson, O.; Anderlund, M. F.; Styring, S.; Akermark, B.; Magnuson, A.; Hammarström, L. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17504-17515.
42. Huang, P.; Hoegblom, J.; Anderlund, M. F.; Sun, L.; Magnuson, A.; Styring, S. J. Inorg. Biochem. 2004, 98, 733-745.
43. Huang, P.; Magnuson, A.; Lomoth, R.; Abrahamsson, M.; Tamm, M.; Sun, L.; van Rotterdam, B.; Park, J.; Hammarström, L.; Akermark, B.; Styring, S. J. Inorg. Biochem. 2002, 91, 159-172.
44. Weare, W. W.; Pushkar, Y.; Yachandra, V. K.; Frei, H. J. Am. Chem. Soc 2008, 130, 11355-11363.
45. Yagi, M.; Narita, K.; Maruyama, S.; Sone, K.; Kuwabara, T.; Shimizu, K. Biochim. Biophys. Acta 2007, 1767, 660-665.
46. Yagi, M.; Narita, K. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8084-8085.
47. Narita, K.; Kuwabara, T.; Sone, K.; Shimizu, K.-i.; Yagi, M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 23107-23114.
48. Li, G.; Sproviero, E. M.; Snoeberger, R. C., III.; Iguchi, N.; Blakemore, J. D.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W.; Batista, V. S. Energy Environ. Sci. 2009, 2, 230-238.
49. Abuabara, S. G.; Cady, C. W.; Baxter, J. B.; Schmuttenmaer, C. A.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W.; Batista, V. S. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 11982-11990.
50. McNamara, W. R.; Snoeberger, R. C., III.; Li, G.; Schleicher, J. M.; Cady, C. W.; Poyatos, M.; Schmuttenmaer, C. A.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W.; Batista, V. S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 14329-14338.
51. Chen, H. Y.; Tagore, R.; Das, S.; Incarvito, C.; Faller, J. W.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. Inorg. Chenu 2005, 44, 7661-7670.
52. Kresse, G.; Furthmuller, J. Vienna ab initio Simulation Package (http://cms.mpi.univie.ac.at/vasp).
53. Frisch, M. J.; et al. Gaussian 03, revision B.04; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
54. Noodleman, L. J. Chem. Phys. 1981, 74, 5737-5743.
55. Noodleman, L.; Case, D. A. Adv. Inorg. Chem. 1992, 38, 423-470.
56. Noodleman, L.; Davidson, E. R. Chem. Phys. 1986, 109, 131-143.
57. Noodleman, L.; Deng, C. Y.; Case, D. A.; Mouesca, J. M. Coord. Chem. Rev. 1995, 144, 199-244.
58. Cooper, S. R.; Dismukes, G. C.; Klein, M. P.; Calvin, M. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 7248-7252.
59. Li, G.; Dimitrijevic, N.; Chen, L.; Nichols, J.; Rajh, T.; Gray, K. A. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5402-5403.
60. Hoffmann, M. R.; Martin, S. T.; Choi, W. Y.; Bahnemann, D. W. Chem. Rev. 1995, 95, 69-96.