Thermodynamics and kinetics of CO2, CO, and H+ binding to the metal centre of CO2 reduction catalysts

Chemical Society Reviews

Volumn 41, Issue 6, 2012, Pages 2036-2051

  Schneider, Jacob ^a   Jia, Hongfei ^b   Muckerman, James T ^a   Fujita, Etsuko ^a  

^a BROOKHAVEN NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b University of Michigan   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBON DIOXIDE; CARBON MONOXIDE; COBALT; NICKEL; ORGANOMETALLIC COMPOUND;

CATALYSIS; CHEMISTRY; HYDROGEN BOND; KINETICS; OXIDATION REDUCTION REACTION; REVIEW; THERMODYNAMICS;

CARBON DIOXIDE; CARBON MONOXIDE; CATALYSIS; COBALT; HYDROGEN BONDING; KINETICS; NICKEL; ORGANOMETALLIC COMPOUNDS; OXIDATION-REDUCTION; THERMODYNAMICS;

EID: 84857595215     PISSN: 03060012     EISSN: 14604744     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c1cs15278e     Document Type: Article

References (62)

1. P. Atkins, T. Overton, J. Rourke, M. Weller and F. Armstrong, Inorganic Chemistry, Oxford University Press, Oxford, UK, 4th edn, 2006
2. W. H. Koppenol, J. D. Rush, J. Phys. Chem. 1987, 91, 4429-4430.
3. J. N. Butler, Carbon Dioxide Equilibria and Their Applications, Addison-Wesley Publishing Company, Inc., Reading, Massachusetts, 1982
4. E. E. Benson, C. P. Kubiak, A. J. Sathrum, J. M. Smieja, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 89-99.
5. T. Yui, Y. Tamaki, K. Sekizawa, O. Ishitani, Top. Curr. Chem. 2011, 303, 151-184.
6. J.-M. Savéant, Chem. Rev. 2008, 108, 2348-2378.
7. A. J. Morris, G. J. Meyer, E. Fujita, Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1983-1994.
8. M. D. Doherty, D. C. Grills, J. T. Muckerman, D. E. Polyansky, E. Fujita, Coord. Chem. Rev. 2010, 254, 2472-2482.
9. M. R. DuBois, D. L. DuBois, Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1974-1982.
10. H. Takeda, O. Ishitani, Coord. Chem. Rev. 2010, 254, 346-354.
11. A. J. Bard and L. R. Faulkner, Electrochemical methods: fundamentals and applications, John Wiley & Sons, Inc., New York, 2nd edn, 2001
12. D. A. Gangi, R. R. Durand Jr. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1986, 697-699.
13. R. Battino, H. L. Clever, Chem. Rev. 1966, 66, 395-463.
14. E. Wilhelm, R. Battino, Chem. Rev. 1973, 73, 1-9.
15. P. G. T. Fogg and W. Gerrard, Solubility of Gases in Liquids: A Critical Evaluation of Gas/Liquid Systems in Theory and Practice, John Wiley and Sons, Chichester, New York, Brisbane, Toronto, Singapore, 1991
16. M. H. Schmidt, G. M. Miskelly, N. S. Lewis, J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 3420-3426.
17. E. Fujita, C. Creutz, N. Sutin, D. J. Szalda, J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 343-353.
18. M. Rudolph, S. Dautz, E.-G. Jäger, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10821-10830.
19. E. Fujita, D. J. Szalda, C. Creutz, N. Sutin, J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 4870-4871.
20. T. Ogata, S. Yanagida, B. S. Brunschwig, E. Fujita, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 6708-6716.
21. G. V. Buxton, C. L. Greenstock, W. P. Helman, A. B. Ross, J. Phys. Chem. Ref. Data, 1988, 17, 513-886.
22. C. Creutz, H. A. Schwarz, J. F. Wishart, E. Fujita, N. Sutin, J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 1153-1154.
23. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery Jr., J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, J. M. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, O. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski and D. J. Fox, Gaussian 09, Revision A.02, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2009
24. J. E. Bartmess, J. Phys. Chem. 1994, 98, 6420-6424.
25. C. P. Kelly, C. J. Cramer, D. G. Truhler, J. Phys. Chem. B, 2007, 111, 408-422.
26. M. D. Tissandier, K. A. Cowen, W. Y. Feng, E. Gundlach, M. H. Cohen, A. D. Earhart, J. V. Coe, J. Phys. Chem. A, 1998, 102, 7787-7794.
27. D. M. Camaioni, C. A. Schwerdtfeger, J. Phys. Chem. A, 2005, 109, 10795-10797.
28. C. P. Kelly, C. J. Cramer, D. G. Truhler, J. Phys. Chem. B, 2006, 110, 16066-16081.
29. A. H. A. Tinnemans, T. P. M. Koster, D. H. M. W. Thewissen, A. Mackor, Recl. Trav. Chim. Pays-Bas, 1984, 103, 288-295.
30. S. Matsuoka, K. Yamamoto, T. Ogata, M. Kusaba, N. Nakashima, E. Fujita, S. Yanagida, J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 601-609.
31. T. Ogata, Y. Yamamoto, Y. Wada, K. Murakoshi, M. Kusaba, N. Nakashima, A. Ishida, S. Takamuku, S. Yanagida, J. Phys. Chem. 1995, 99, 11916-11922.
32. B. Fisher, R. Eisenberg, J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 7361-7363.
33. D. J. Szalda, C. L. Schwarz, J. F. Endicott, E. Fujita, C. Creutz, Inorg. Chem. 1989, 28, 3214-3219.
34. L. G. Warner, N. J. Rose, D. H. Busch, J. Am. Chem. Soc. 1967, 89, 703-704.
35. L. G. Warner, N. J. Rose, D. H. Busch, J. Am. Chem. Soc. 1968, 90, 6938-6946.
36. C. Creutz, H. A. Schwarz, J. F. Wishart, E. Fujita, N. Sutin, J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 3361-3371.
37. E. Fujita, C. Creutz, N. Sutin, B. S. Brunschwig, Inorg. Chem. 1993, 32, 2657-2662.
38. E. Fujita, L. R. Furenlid, M. W. Renner, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 4549-4550.
39. E. Fujita, R. van Eldik, Inorg. Chem. 1998, 37, 360-362.
40. N. G. Connelly, W. E. Geiger, Chem. Rev. 1996, 96, 877-910.
41. R. S. Nicholson, I. Shain, Anal. Chem. 1964, 36, 706-723.
42. E. Fujita, D. J. Szalda, Inorg. Chim. Acta, 2000, 297, 139-144.
43. D. J. Szalda, E. Fujita, C. Creutz, Inorg. Chem. 1989, 28, 1446-1450.
44. E. Fujita, J. F. Wishart, R. van Eldik, Inorg. Chem. 2002, 41, 1579-1583.
45. M. Beley, J.-P. Collin, R. Ruppert, J.-P. Sauvage, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1984, 1315-1316.
46. M. Beley, J.-P. Collin, R. Ruppert, J.-P. Sauvage, J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 7461-7467.
47. G. B. Balazs, F. C. Anson, J. Electroanal. Chem. 1992, 322, 325-345.
48. M. Fujihira, Y. Hirata, K. Suga, J. Electroanal. Chem. 1990, 292, 199-215.
49. K. Bujno, R. Bilewicz, L. Siegfried, T. A. Kaden, J. Electroanal. Chem. 1998, 445, 47-53.
50. E. Fujita, J. Haff, R. Sanzenbacher, H. Elias, Inorg. Chem. 1994, 33, 4627-4628.
51. C. A. Kelly, Q. G. Mulazzani, M. Venturi, E. L. Blinn, M. A. J. Rodgers, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 4911-4919.
52. C. A. Kelly, E. L. Blinn, N. Camaioni, M. D'Angelantonio, Q. G. Mulazzani, Inorg. Chem. 1999, 38, 1579-1584.
53. S. Sakaki, J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 7813-7814.
54. S. Sakaki, J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 2055-2062.
55. B. Bosnich, C. K. Poon, M. L. Tobe, Inorg. Chem. 1965, 4, 1102-1108.
56. F. V. Lovecchio, E. S. Gore, D. H. Busch, J. Am. Chem. Soc. 1974, 96, 3109-3118.
57. R. R. Gagné, D. M. Ingle, J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 1444-1446.
58. R. R. Gagné, D. M. Ingle, Inorg. Chem. 1981, 20, 420-425.
59. L. R. Furenlid, M. W. Renner, D. J. Szalda, E. Fujita, J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 883-892.
60. C. A. Kelly, Q. G. Mulazzani, E. L. Blinn, M. A. J. Rodgers, Inorg. Chem. 1996, 35, 5122-5126.
61. D. J. Szalda, E. Fujita, R. Sanzenbacher, H. Paulus, H. Elias, Inorg. Chem. 1994, 33, 5855-5863.
62. G. B. Balazs, F. C. Anson, J. Electroanal. Chem. 1993, 361, 149-157.