Photofunctional construct that interfaces molecular cobalt-based catalysts for H2 production to a visible-light-absorbing semiconductor

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 32, 2013, Pages 11861-11868

  Krawicz, Alexandra ^a   Yang, Jinhui ^a   Anzenberg, Eitan ^a   Yano, Junko ^a   Sharp, Ian D ^a   Moore, Gary F ^a  

^a LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AQUEOUS CONDITION; ATTACHMENT POINTS; ATTENUATED TOTAL REFLECTION FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY; COBALT-BASED CATALYSTS; IMMOBILIZATION CHEMISTRY; PHOTOELECTROCHEMICALS; SURFACE-INITIATED PHOTOPOLYMERIZATION; VIBRATIONAL MODES;

CATALYSTS; COBALT; FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY; GALLIUM ALLOYS; HYDROGEN PRODUCTION; PHOTOELECTRONS; PHOTOPOLYMERIZATION; X RAY ABSORPTION NEAR EDGE STRUCTURE SPECTROSCOPY; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

COBALT COMPOUNDS;

COBALT; COBALT COMPLEX; GALLIUM; HYDROGEN;

ARTICLE; CATALYST; GRAZING; ILLUMINATION; IMMOBILIZATION; INFRARED SPECTROSCOPY; LIGHT; PH; PHOTOSYNTHESIS; SEMICONDUCTOR; SPECTROSCOPY; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

EID: 84882268766     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja404158r     Document Type: Article

References (77)

1. Faunce, T. A.; Lubitz, W.; Rutherford, A. W.; MacFarlane, D.; Moore, G. F.; Yang, P.; Nocera, D. G.; Moore, T. A.; Gregory, D. H.; Fukuzumi, S. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 695-698
2. New Sciences for a Secure and Sustainable Energy Future; U.S. Department of Energy: Washington, DC, December 2008.
3. Directing Matter and Energy: Five Challenges for Science and the Imagination; U.S. Department of Energy: Washington, DC, December 2007.
4. Armaroli, N.; Balzani, V. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 52-66
5. Lewis, N. S.; Nocera, D. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 15729-15735
6. Hoffert, M. I.; Caldeira, K.; Jain, A. K.; Haites, E. F.; Harvey, L. D. D.; Potter, S. D.; Schlesinger, M. E.; Schneider, S. H.; Watts, R. G.; Wigley, T. M. L.; Wuebbles, D. J. Nature 1998, 395, 881-884
7. Tran, P. D.; Wong, L. H.; Barber, J.; Loo, J. S. C. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5902-5918
8. Swierk, J. R.; Mallouk, T. E. Chem. Soc. Rev. 2012, 42, 2357-2387
9. Najafpour, M. M.; Shen, J.-R.; Barber, J.; Moore, G. F.; Govindjee Chem. World 2012, November) 43
10. Moore, G. F.; Brudvig, G. W. Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 2011, 2, 303-327
11. Blankenship, R. E.; Tiede, D. M.; Barber, J.; Brudvig, G. W.; Fleming, G.; Ghirardi, M.; Gunner, M. R.; Junge, W.; Kramer, D. M.; Melis, A. Science 2011, 332, 805-809
12. Hammarström, L.; Winkler, J. R.; Gray, H. B.; Styring, S. Science 2011, 333, 288
13. Walter, M. G.; Warren, E. L.; Mckone, J. R.; Boettcher, S. W.; Mi, Q.; Santori, E. A.; Lewis, N. S. Chem. Rev. 2010, 110, 6446-6473
14. Gardner, J. M.; Beyler, M.; Karnahl, M.; Tschierlei, S.; Ott, S.; Hammarström, L. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19322-19325
15. Zhao, Y.; Swierk, J. R.; Megiatto, J. D.; Sherman, B. S.; Youngblood, W. J.; Qin, D.; Lentz, D. M.; Moore, A. L.; Moore, T. A.; Gust, D. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 15612-15616
16. 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, 1808-1813
17. Lakadamyali, F.; Reisner, E. Chem. Commun. 2011, 47, 1695-1697
18. Moore, G. F.; Blakemore, J. D.; Milot, R. L.; Hull, J. F.; Song, H.-e.; Cai, L.; Schmuttenmaer, C. A.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2389-2392
19. Li, G.; Sproviero, E. M.; McNamara, W. R.; Snoeberger, R. C., 3rd; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W.; Batista, V. S. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 14214-14222
20. Li, L.; Duan, L.; Xu, Y.; Gorlov, M.; Hagfeldt, A.; Sun, L. Chem. Commun. 2010, 46, 7307-7309
21. Brimblecombe, R.; Koo, A.; Dismukes, G. C.; Swiegers, G. F.; Spiccia, L. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2892-2894
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, 926-927
23. Moore, G. F.; Sharp, I. D. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 568-572
24. Sun, Y.; Sun, J.; Long, J.; Yang, P.; Chang, C. Chem. Sci. 2013, 4, 118-124
25. Reece, S. Y.; Hamel, J. A.; Sung, K.; Jarvi, T. D.; Esswein, A. J.; Pijpers, J. J. H.; Nocera, D. G. Science 2012, 334, 645-648
26. Kaiser, B.; Fertig, D.; Ziegler, J.; Klett, J.; Hoch, S.; Jaegermann, W. Chem. Phys. Chem. 2012, 13, 3035-3060
27. Sun, J.; Liu, C.; Yang, P. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19306-19309
28. Boettcher, S. W.; Warren, E. L.; Putnam, M. C.; Santori, E. A.; Turner-Evans, D.; Kelzenberg, M. D.; Walter, M. G.; McKone, J. R.; Brunschwig, B. S.; Atwater, H. A. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 1216-1219
29. Hou, Y.; Abrams, B. L.; Vesborg, P. C. K.; Björketun, M. E.; Herbst, K.; Bech, L.; Setti, A. M.; Damsgaard, C. D.; Pedersen, T.; Hansen, O. Nat. Mater. 2011, 10, 434-438
30. Kumar, B.; Smieja, J. M.; Kubiak, C. P. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 14220-14223
31. Barton, E. E.; Rampulla, D. M.; Bocarsly, A. B. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6342-6344
32. Grätzel, M. Nature 2001, 414, 338-344
33. Veldkamp, B. S.; Han, W.-S.; Dyar, S. M.; Eaton, S. W.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1917-1928
34. Andreiadis, E. S.; Jacques, P.-A.; Tran, P. D.; Leyris, A.; Chavarot-Kerlidou1, M.; Jousselme, B.; Matheron, M.; Pécaut, J.; Palacin, S.; Fontecave, M.; Artero, V. Nat. Chem. 2013, 5, 48-53
35. Muresan, N. M.; Willkomm, J.; Mersch, D.; Vaynzof, Y.; Reisner, E. Angew. Chem. 2012, 124, 12921-12925
36. Valdez, C. N.; Dempsey, J. L.; Brunschwig, B. S.; Gray, H. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 15589-15593
37. Marinescu, S. C.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 15127-15131
38. Li, L.; Duan, L.; Wen, F.; Li, C.; Wang, M.; Hagfeldt, A.; Sun, L. Chem. Commun. 2012, 48, 988-990
39. McCrory, C. C. L.; Uyeda, C.; Peters, J. C. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 3164-3170
40. Lakadamyali, F.; Reynal, A.; Kato, M.; Durrant, J.; Reisner, E. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 15464-15475
41. Solis, B. H.; Hammes-Schiffer, S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19036-19039
42. Solis, B. H.; Hammes-Schiffer, S. J. Inorg. Chem. 2011, 50, 11252-11262
43. Muckerman, J. T.; Fujita, E. Chem. Commun. 2011, 47, 12456-12458
44. Wen, F.; Yang, J.; Zong, X.; Ma, B.; Wang, D.; Li, C. J. Catal. 2011, 281, 318-324
45. Zhang, P.; Wang, M.; Li, C.; Li, X.; Dong, J.; Sun, L. Chem. Commun. 2010, 46, 8806-8808
46. Dempsey, J. L.; Brunschwig, B. S.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1995-2004
47. Du, P.; Knowles, K.; Eisenberg, R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12576-12577
48. Baffert, C.; Artero, V.; Fontecave, M. Inorg. Chem. 2007, 46, 1817-1824
49. Hu, X. L.; Cossairt, B. M.; Brunschwig, B. S.; Lewis, N. S.; Peters, J. C. Chem. Commun. 2005, 4723-4725
50. Razavet, M.; Artero, V.; Fontecave, M. Inorg. Chem. 2005, 44, 4786-4795
51. Hu, X.; Brunschwig, B. S.; Peters, J. C. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8988-8998
52. Connolly, P.; Espenson, J. H. Inorg. Chem. 1986, 25, 2684-2688
53. Hawecker, J.; Lehn, J. M.; Ziessel, R. Nouv. J. Chim. 1983, 7, 271-277
54. Trogler, W. C.; Stewart, R. C.; Epps, L. A.; Marzilli, L. G. Inorg. Chem. 1974, 13, 1564-1570
55. Costa, G.; Tauzher, G.; Puxeddu, A. Inorg. Chim. Acta 1969, 3, 45-48
56. Chen, T.; Amin, I.; Jordan, R. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 3280-3296
57. Harnish, B.; Robinson, J. T.; Pei, Z.; Ramström, O.; Yan, M. Chem. Mater. 2005, 17, 4092-4096
58. Yan, M.; Harnish, B. Adv. Mater. 2003, 15, 244-248
59. Ciamician, G. Science 1912, 36, 385-394
60. Wrighton, M. S. Science 1986, 231, 32-37
61. Bard, A. J.; Fox, M. A. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 141-145
62. Steenackers, M.; Kueller, A.; Stoycheva, S.; Grunze, M.; Jordan, R. Langmuir 2009, 25, 2225-2231
63. Stachowiak, T. B.; Svec, F.; Frechet, J. M. J. Chem. Mater. 2006, 25, 5950-5957
64. Wang, H.; Brown, H. R. Macromol. Rapid Commun. 2004, 25, 1095-1099
65. Deng, J.-P.; Yang, W.-T.; Ranby, B. Macromol. Rapid Commun. 2001, 22, 535-538
66. Milner, S. T. Science 1991, 251, 905-914
67. Seifert, M.; Koch, A. H. R.; Deubel, F.; Simmet, T.; Hess, L. A.; Stutzmann, M.; Jordan, R.; Garrido, J. A.; Sharp, I. D. Chem. Mater. 2013, 25, 466-470
68. Steenackers, M.; Gigler, A. M.; Zhang, N.; Seifert, M.; Hess, L. H.; Xuan Lim, C. H. Y.; Loh, K. P.; Garrido, J. A.; Jordan, R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10490-10498
69. Steenackers, M.; Sharp, I. D.; Larsson, K.; Hutter, N. A.; Stutzmann, M.; Jordan, R. Chem. Mater. 2010, 22, 272-278
70. Steenackers, M.; Lud, S. Q.; Niedermeier, M.; Bruno, P.; Gruen, D. M.; Feulner, P.; Stutzmann, M.; Garrido, J. A.; Jordan, R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15655-1566
71. Panov, V. P.; Kazarin, L. A.; Dubrovin, V. I.; Gusev, V. V.; Kirsh, Y. E. Zh. Prikl. Spektrosk. 1974, 21, 862-869
72. Chuang, T. J.; Brundle, C. R.; Rice, D. W. Surf. Sci. 1976, 59, 413-419
73. Artero, V.; Fontecave, M. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2338-2356
74. Crabtree, R. H. Chem. Rev. 2012, 112, 1536-1554
75. Ostwald, W. Nature 1902, 65, 522-525
76. Benson, E. E.; Kubiak, C. P.; Sathrum, A. J; Smieja, J. M. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 89-99
77. Huff, C. A.; Sanford, M. S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18122-18125