Electron transfer dynamics in semiconductor-chromophore-polyoxometalate catalyst photoanodes

Journal of Physical Chemistry C

Volumn 117, Issue 2, 2013, Pages 918-924

  Xiang, Xu ^a,b   Fielden, John ^a,c   Rodríguez Córdoba, William ^a   Huang, Zhuangqun ^a   Zhang, Naifei ^a   Luo, Zhen ^a   Musaev, Djamaladdin G ^a   Lian, Tianquan ^a   Hill, Craig L ^a  

^a EMORY UNIVERSITY   (United States)

^b BEIJING UNIVERSITY OF CHEMICAL TECHNOLOGY   (China)

^c UNIVERSITY OF GLASGOW   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATALYST LOADINGS; CHARGE SEPARATIONS; DYE-SENSITIZED PHOTOELECTROCHEMICAL CELLS; ELECTRON TRANSFER; ELECTRON TRANSFER DYNAMICS; INTERNAL QUANTUM EFFICIENCY; LONG LIFETIME; METAL OXIDES; MID-IR ABSORPTION; NANO-POROUS FILMS; PHOTO-ANODES; PHOTOCURRENT ENHANCEMENT; PHOTOELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS; POINT OF ZERO CHARGE; POLYOXOMETALATES; POTENTIAL UTILITY; RU(BPY); SPECTROSCOPIC STUDIES; TIO; ULTRA-FAST; VISIBLE-LIGHT IRRADIATION; WATER OXIDATION; WATER SPLITTING;

BLEACHING; CATALYSTS; CHROMOPHORES; CLEANING; ELECTRON TRANSITIONS; GROUND STATE; INTERNAL OXIDATION; LOADING; OXIDE FILMS; OXIDES; SEPARATION; SPECTROSCOPIC ANALYSIS;

TITANIUM DIOXIDE;

EID: 84872740649     PISSN: 19327447     EISSN: 19327455     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp312092u     Document Type: Article

References (77)

1. Binstead, R. A.; Chronister, C. W.; Ni, J.; Hartshorn, C. M.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8464
2. Yagi, M.; Kaneko, M. Chem. Rev. 2001, 101, 21
3. Hurst, J. K. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 313
4. Zong, R.; Thummel, R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12802
5. Eisenberg, R.; Gray, H. B. Inorg. Chem. 2008, 47, 1697
6. McDaniel, N. D.; Coughlin, F. J.; Tinker, L. L.; Bernhard, S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 210
7. Brimblecombe, R.; Swiegers, G. F.; Dismukes, G. C.; Spiccia, L. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 7335
8. Concepcion, J. J.; Jurss, J. W.; Brennaman, M. K.; Hoertz, P. G.; Patrocinio, A. O. T.; Iha, N. Y. M.; Templeton, J. L.; Meyer, T. J. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1954
9. Hurst, J. K.; Cape, J. L.; Clark, A. E.; Das, S.; Qin, C. Inorg. Chem. 2008, 47, 1753
10. Betley, T. A.; Surendranath, Y.; Childress, M. V.; Alliger, G. E.; Fu, R.; Cummins, C. C.; Nocera, D. G. Philos. Trans. R. Soc., B 2008, 363, 1293
11. Muckerman, J. T.; Polyansky, D. E.; Wada, T.; Tanaka, K.; Fujita, E. Inorg. Chem. 2008, 47, 1787
12. Sala, X.; Romero, I.; Rodríguez, M.; Escriche, L.; Llobet, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 2842
13. Nakamura, R.; Frei, H. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10668
14. Jiao, F.; Frei, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 1841
15. 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
16. Duan, L.; Xu, Y.; Gorlov, M.; Tong, L.; Andersson, S.; Sun, L. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 4659
17. Masaoka, S.; Sakai, K. Chem. Lett. 2009, 38, 182
18. Duan, L.; Bozoglian, F.; Mandal, S.; Stewart, B.; Privalov, T.; Llobet, A.; Sun, L. Nat. Chem. 2012, 4, 418
19. Youngblood, W. J.; Lee, S.-H. A.; Maeda, K.; Mallouk, T. E. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1966
20. Duan, L.; Tong, L.; Xu, Y.; Sun, L. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3296
21. Song, W.; Chen, Z.; Glasson, C. R. K.; Hanson, K.; Luo, H.; Norris, M. R.; Ashford, D. L.; Concepcion, J. J.; Brennaman, M. K.; Meyer, T. J. ChemPhysChem 2012, 13, 2882
22. 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
23. Brimblecombe, R.; Koo, A.; Dismukes, G. C.; Swiegers, G. F.; Spiccia, L. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2892
24. Li, L.; Duan, L.; Xu, Y.; Gorlov, M.; Hagfeldt, A.; Sun, L. Chem. Commun. 2010, 46, 7307
25. Zhao, Y.; Swierk, J. R.; Megiatto, J. D.; Sherman, B.; Youngblood, W. J.; Qin, D.; Lentz, D. M.; Moore, A. L.; Moore, T. A.; Gust, D.; Mallouk, T. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 10.1073/pnas.1118339109
26. Moore, G. F.; Blakemore, J. D.; Milot, R. L.; Hull, J. F.; Song, H.; Cai, L.; Schmuttenmaer, C. A.; Crabtree, R. H.; Brudvig., G. W. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2389
27. Song, W.; Glasson, C. R. K.; Luo, H.; Hanson, K.; Brennaman, M. K.; Concepcion, J. J.; Meyer, T. J. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 7081
28. Song, W.; Glasson, C. R. K.; Luo, H.; Hanson, K.; Brennaman, M. K.; Concepcion, J. J.; Meyer, T. J. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 1808
29. Li, G.; Sproviero, E. M.; McNamara, W. R.; Snoeberger, R. C.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W.; Batista, V. S. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 14214
30. Geletii, Y. V.; Botar, B.; Kögerler, P.; Hillesheim, D. A.; Musaev, D. G.; Hill, C. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 3896
31. Sartorel, A.; Carraro, M.; Scorrano, G.; Zorzi, R. D.; Geremia, S.; McDaniel, N. D.; Bernhard, S.; Bonchio, M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5006
32. Geletii, Y. V.; Besson, C.; Hou, Y.; Yin, Q.; Musaev, D. G.; Quinonero, D.; Cao, R.; Hardcastle, K. I.; Proust, A.; Kögerler, P.; Hill, C. L. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17360
33. Kuznetsov, A. E.; Geletii, Y. V.; Hill, C. L.; Morokuma, K.; Musaev, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6844
34. Sartorel, A.; Miro, P.; Salvadori, E.; Romain, S.; Carraro, M.; Scorrano, G.; Valentin, M. D.; Llobet, A.; Bo, C.; Bonchio, M. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16051
35. Besson, C.; Huang, Z.; Geletii, Y. V.; Lense, S.; Hardcastle, K. I.; Musaev, D. G.; Lian, T.; Proust, A.; Hill, C. L. Chem. Commun. 2010, 46, 2784
36. Yin, Q.; Tan, J. M.; Besson, C.; Geletii, Y. V.; Musaev, D. G.; Kuznetsov, A. E.; Luo, Z.; Hardcastle, K. I.; Hill, C. L. Science 2010, 328, 342
37. Cao, R.; Ma, H.; Geletii, Y. V.; Hardcastle, K. I.; Hill, C. L. Inorg. Chem. 2009, 48, 5596
38. Geletii, Y. V.; Huang, Z.; Hou, Y.; Musaev, D. G.; Lian, T.; Hill, C. L. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7522
39. Puntoriero, F.; Ganga, G. L.; Sartorel, A.; Carraro, M.; Scorrano, G.; Bonchio, M.; Campagna, S. Chem. Commun. 2010, 46, 4725
40. Huang, Z.; Luo, Z.; Geletii, Y. V.; Vickers, J. W.; Yin, Q.; Wu, D.; Hou, Y.; Ding, Y.; Song, J.; Musaev, D. G.; Hill, C. L.; Lian, T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2068
41. Orlandi, M.; Argazzi, R.; Sartorel, A.; Carraro, M.; Scorrano, G.; Bonchio, M.; Scandola, F. Chem. Commun. 2010, 46, 3152
42. Huang, Z.; Geletii, Y. V.; Musaev, D. G.; Hill, C. L.; Lian, T. Ind. Eng. Chem. Res. 2012, 10.1021/ie202950h
43. Ghosh, P. K.; Brunschwig, B. S.; Chou, M.; Creutz, C.; Sutin, N. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 4772
44. Nutz, T.; zum Felde, U.; Haase, M. J. Chem. Phys. 1999, 110, 12142
45. Zaban, A.; Ferrere, S.; Sprague, J.; Gregg, B. A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 55
46. Anderson, N. A.; Ai, X.; Chen, D. T.; Mohler, D. L.; Lian, T. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 14231
47. She, C. X.; Guo, J. C.; Irle, S.; Morokuma, K.; Mohler, D. L.; Zabri, H.; Odobel, F.; Youm, K. T.; Liu, F.; Hupp, J. T.; Lian, T. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 6832
48. Tachibana, Y.; Moser, J. E.; Grätzel, M.; Klug, D. R.; Durrant, J. R. J. Phys. Chem. 1996, 100, 20056-20062
49. Montalti, M.; Wahdwa, S.; Kim, W. Y.; Kipp, R. A.; Schmehl, R. H. Inorg. Chem. 2000, 39, 76
50. Gillaizea-Gauthier, I.; Odobel, F.; Alebbi, M.; Argazzi, R.; Costa, E.; Bignozzi, C. A.; Qu, P.; Meyer, G. J. Inorg. Chem. 2001, 40, 6073
51. Sawada, K.; Sohara, T. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1995, 91, 643
52. Borman, C. J.; Custelcean, R.; Hay, B. P.; Bill, N. L.; Sessler, J. L.; Moyer, B. A. Chem. Commun. 2011, 47, 7611
53. Finke, R. G.; Droege, M.; Hutchinson, J. R.; Gansow, O. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 1587
54. Brennaman, M. K.; Patroncinio, A. O. T.; Song, W.; Jurss, J. W.; Concepcion, J. J.; Hoertz, P. G.; Traub, M. C.; Iha, N. Y. M.; Meyer, T. J. ChemSusChem 2011, 4, 216
55. Ardizzone, S.; Trasatti, S. Adv. Colloid Interface Sci. 1996, 64, 173
56. Asbury, J. B.; Ellingson, R. J.; Ghosh, H. N.; Ferrere, S.; Nozik, A. J.; Lian, T. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3110
57. Asbury, J. B.; Wang, Y. Q.; Lian, T. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 6643
58. Heimer, T. A.; Heilweil, E. J. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 10990
59. Trachibana, Y.; Haque, S. A.; Mercer, I. P.; Durrant, J. R.; Klug, D. R. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1198
60. Snoeberger, R. C.; Young, K. J.; Tang, J.; Allen, L. J.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W.; Coppens, P.; Batista, V. S.; Benedict, J. B. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 8911
61. Huang, J.; Stockwell, D.; Boulesbaa, A.; Guo, J.; Lian., T. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 5203-5212
62. Stockwell, D.; Yang, Y.; Huang, J.; Anfuso, C.; Huang, Z.; Lian, T. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 6560-6566
63. Hanson, K.; Brennaman, M. K.; Ito, A.; Luo, H.; Song, W.; Parker, K. A.; Ghosh, R.; Norris, M. R.; Glasson, C. R. K.; Concepcion, J. J.; Lopez, R.; Meyer, T. J. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 14837
64. Huang, Z.; Hill, C. L.; Lian, T., unpublished results.
65. Asbury, J. B.; Anderson, N. A.; Hao, E.; Ai, X.; Lian, T. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 7376
66. Anderson, N. A.; Lian, T. Annu. Rev. Phys. Chem. 2005, 56, 491
67. Benko, G.; Myllyperkio, P.; Pan, J.; Yartsev, A. P.; Sundstrom, V. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1118
68. Ai, X.; Anderson, N. A.; Guo, J. C.; Lian, T. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 7088
69. Asbury, J. B.; Hao, E.; Wang, Y. Q.; Ghosh, H. N.; Lian, T. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4545
70. Hagfeldt, A.; Gratzel, M. Chem. Rev. 1995, 95, 49
71. Enright, B.; Fitzmaurice, D. J. Phys. Chem. 1996, 100, 1027
72. Green, A. N. M.; Palomares, E.; Haque, S. A.; Kroon, J. M.; Durrant, J. R. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 12525
73. Natali, M.; Orlandi, M.; Berardi, S.; Campagna, S.; Bonchio, M.; Sartorel, A.; Scandola, F. Inorg. Chem. 2012, 51, 7324
74. Pelet, S.; Moser, J.-E.; Grätzel, M. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 1791
75. Ardo, S.; Sun., Y.; Staniszewski, A.; Castellano, F. N.; Meyer, G. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6696
76. Ardo, S.; Sun, Y.; Castellano, F. N.; Meyer, G. J. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 14596
77. Hanson, K.; Brennaman, M. K.; Luo, H.; Glasson, C. R. K.; Concepcion, J. J.; Song, W.; Meyer, T. J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2012, 4, 1462.