Direct photocatalysis by plasmonic nanostructures

ACS Catalysis

Volumn 4, Issue 1, 2014, Pages 116-128

  Kale, Matthew J ^a   Avanesian, Talin ^a   Christopher, Phillip ^a  

^a University of California Riverside   (United States)

Author keywords

nanoparticles; photocatalysis; selectivity; solar energy; surface plasmons

Indexed keywords

CATALYTIC ACTIVE SITES; CHEMICAL TRANSFORMATIONS; ILLUMINATION INTENSITY; LOCALIZED SURFACE PLASMON RESONANCE; MICROSCOPIC MECHANISMS; PLASMONIC NANOSTRUCTURES; SURFACE PLASMONS; THEORETICAL TREATMENTS;

CATALYST SELECTIVITY; CHEMICAL REACTIONS; LIGHT; NANOPARTICLES; NANOSTRUCTURES; PHOTOCATALYSIS; REACTION RATES; SOLAR ENERGY; SURFACE PLASMON RESONANCE;

PLASMONS;

EID: 84891750089     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cs400993w     Document Type: Review

References (108)

1. Fujishima, A.; Honda, K. Nature 1972, 238, 37-38
2. Thampi, K. R.; Kiwi, J.; Grätzel, M. Nature 1987, 327, 506-508
3. Linsebigler, A.; Lu, G.; Yates, J. T. Chem. Rev. 1995, 95, 735-758
4. Kudo, A.; Miseki, Y. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 253-278
5. Mallouk, T. E. J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 2738-2739
6. Roy, S. C.; Varghese, O. K.; Paulose, M.; Grimes, C. A. ACS Nano 2010, 4, 1259-1278
7. Dhakshinamoorthy, A.; Navalon, S.; Corma, A.; Garcia, H. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 9217-9233
8. Maeda, K.; Teramura, K.; Lu, D.; Takata, T.; Saito, N.; Inoue, Y.; Domen, K. Nature 2006, 440, 295
9. Marimuthu, A.; Zhang, J.; Linic, S. Science 2013, 339, 1590-1593
10. Bonn, M.; Funk, S.; Hess, C.; Denzler, D. N.; Stampfl, C.; Scheffler, M.; Wolf, M.; Ertl, G. Science 1999, 285, 1042-1045
11. Bligaard, T.; Nørskov, J. K.; Dahl, S.; Matthiesen, J.; Christensen, C. H.; Sehested, J. J. Catal. 2004, 224, 206-217
12. Sabatier, P. Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1911, 44, 1984-2001
13. Abild-Pedersen, F.; Greeley, J.; Studt, F.; Rossmeisl, J.; Munter, T.; Moses, P.; Skúlason, E.; Bligaard, T.; Nørskov, J. K. Phys. Rev. Lett. 2007, 99, 016105
14. Nørskov, J. K.; Bligaard, T.; Kleis, J. Science 2009, 324, 1655-1656
15. Freund, H.-J. Top. Catal. 2008, 48, 137-144
16. Somorjai, G. A.; Rioux, R. M. Catal. Today 2005, 100, 201-215
17. Christopher, P.; Ingram, D. B.; Linic, S. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 9173-9177
18. Ingram, D.; Linic, S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5202-5205
19. Zheng, Z.; Huang, B.; Qin, X.; Zhang, X.; Dai, Y.; Whangbo, M.-H. J. Mater. Chem. 2011, 21, 9079-9087
20. Wang, P.; Huang, B.; Qin, X.; Zhang, X.; Dai, Y.; Wei, J.; Whangbo, M.-H. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 7931-7933
21. Mubeen, S.; Lee, J.; Singh, N.; Krämer, S.; Stucky, G. D.; Moskovits, M. Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 247-251
22. Linic, S.; Christopher, P.; Xin, H.; Marimuthu, A. Acc. Chem. Res. 2013, 46, 1890-1899
23. Warren, S. C.; Thimsen, E. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5133-5146
24. Linic, S.; Christopher, P.; Ingram, D. B. Nat. Mater. 2011, 10, 911-921
25. Wang, P.; Huang, B.; Dai, Y.; Whangbo, M.-H. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 9813-9825
26. Nitzan, A.; Brus, L. E. J. Chem. Phys. 1981, 75, 2205-2214
27. Kreibig, U.; Vollmer, M. Optical Properties of Metal Clusters; Springer: Berlin, Germany, 1995.
28. Chou, L.-W.; Shin, N.; Sivaram, S. V.; Filler, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16155-16158
29. Link, S.; El-Sayed, M. A. Int. Rev. Phys. Chem. 2000, 19, 409-453
30. Brus, L. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1742-1749
31. Christopher, P.; Xin, H.; Marimuthu, A.; Linic, S. Nat. Mater. 2012, 11, 1044-1050
32. Link, S.; El-Sayed, M. A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 4212-4217
33. Watanabe, K.; Menzel, D.; Nilius, N.; Freund, H.-J. Chem. Rev. 2006, 106, 4301-4320
34. Molina, R. A.; Weinmann, D.; Jalabert, R. A. Phys. Rev. B 2002, 65, 155427
35. Petek, H.; Ogawa, S. Prog. Surf. Sci. 1997, 56, 239-310
36. Ho, W. J. Phys. Chem. 1996, 100, 13050-13060
37. Moskovits, M. Rev. Mod. Phys. 1985, 57, 783-826
38. Guillon, C.; Langot, P.; Del Fatti, N.; Vallée, F. Proc. SPIE 2004, 5352, 65-76
39. Della Valle, G.; Conforti, M.; Longhi, S.; Cerullo, G.; Brida, D. Phys. Rev. B 2012, 86, 155139
40. Voisin, C.; Del Fatti, N.; Christofilos, D.; Vallée, F. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 2264-2280
41. Zhu, X.-Y. Surf. Sci. Rep. 2004, 56, 1-83
42. Vallée, F. In Non-Equilibrium Dynamics of Semiconductors and Nanostructures; Tsen, K.-T., Ed.; Taylor & Francis Group: Boca Raton, FL, 2006; pp 101-142.
43. Christopher, P.; Xin, H.; Linic, S. Nat. Chem. 2011, 3, 467-472
44. Govorov, A. O.; Richardson, H. H. Nano Today 2007, 2, 30-38
45. Hendrich, C.; Bosbach, J.; Stietz, F.; Hubenthal, F.; Vartanyan, T.; Träger, F. Appl. Phys. B: Lasers Opt. 2003, 76, 869-875
46. Persson, B. N. J. Surf. Sci. 1993, 281, 153-162
47. Charlé, K.-P.; Frank, F.; Schulze, W. Ber. Bunsenges. Phys. Chem. 1984, 88, 350-354
48. Yan, J.; Jacobsen, K. W.; Thygesen, K. S. Phys. Rev. B 2011, 84, 235430
49. Laser Spectroscopy and Photochemistry on Metal Surfaces; Dai, H.-L.; Ho, W., Eds.; World Scientific Publishing Co.: Singapore, 1995.
50. Menzel, D. J. Chem. Phys. 2012, 137, 091702
51. Yates, J. T. J. Chem. Phys. 2012, 137, 091701
52. Suh, J. S.; Jang, N. H.; Jeong, D. H.; Moskovits, M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 805-813
53. Sun, M.; Xu, H. Small 2012, 8, 2777-2786
54. Kim, K.; Kim, K. L.; Shin, K. S. Langmuir 2013, 29, 183-190
55. Campion, A.; Kambhampati, P. Chem. Soc. Rev. 1998, 27, 241-250
56. Otto, A. J. Raman Spectrosc. 1991, 22, 743-752
57. Hoheisel, W.; Jungmann, K.; Vollmer, M.; Weidenauer, R.; Träger, F. Phys. Rev. Lett. 1988, 60, 1649-1652
58. Kidd, R.; Meech, S.; Lennon, D. Chem. Phys. Lett. 1996, 262, 142-150
59. Kidd, R. T.; Lennon, D.; Meech, S. R. J. Chem. Phys. 2000, 113, 8276-8282
60. Chen, X.; Zhu, H.-Y.; Zhao, J.-C.; Zheng, Z.-F.; Gao, X.-P. Angew. Chem. 2008, 47, 5353-5356
61. Zhu, H.; Chen, X.; Zheng, Z.; Ke, X.; Jaatinen, E.; Zhao, J.; Guo, C.; Xie, T.; Wang, D. Chem. Commun. 2009, 48, 7524-7526
62. Chen, X.; Zheng, Z.; Ke, X.; Jaatinen, E.; Xie, T.; Wang, D.; Guo, C.; Zhao, J.; Zhu, H. Green Chem. 2010, 12, 414-419
63. Zhu, H.; Ke, X.; Yang, X.; Sarina, S.; Liu, H. Angew. Chem. 2010, 49, 9657-9661
64. Zhao, J.; Zheng, Z.; Bottle, S.; Chou, A.; Sarina, S.; Zhu, H. Chem. Commun. 2013, 49, 2676-2678
65. Ke, X.; Sarina, S.; Zhao, J.; Zhang, X.; Chang, J.; Zhu, H. Chem. Commun. 2012, 48, 3509-3511
66. González-Béjar, M.; Peters, K.; Hallett-Tapley, G. L.; Grenier, M.; Scaiano, J. C. Chem. Commun. 2013, 49, 1732-1734
67. Navalon, S.; de Miguel, M.; Martin, R.; Alvaro, M.; Garcia, H. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2218-2226
68. Wee, T.-L.; Schmidt, L. C.; Scaiano, J. C. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 24373-24379
69. Sun, M.; Huang, Y.; Xia, L. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 9629-9636
70. Chen, K.-H.; Pu, Y.-C.; Chang, K.-D.; Liang, Y.-F.; Liu, C.-M.; Yeh, J.-W.; Hsu, Y.-J. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 19039-19045
71. Wang, F.; Li, C.; Chen, H.; Jiang, R.; Sun, L.-D.; Li, Q.; Wang, J.; Yu, J. C.; Yan, C.-H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 5588-5601
72. Sun, M.; Zhang, Z.; Kim, Z. H.; Zheng, H.; Xu, H. Chem.-Eur. J. 2013, 19, 14958-14962
73. Mukherjee, S.; Libisch, F.; Large, N.; Neumann, O.; Brown, L.; Cheng, J.; Lassiter, J. B.; Carter, E.; Nordlander, P.; Halas, N. Nano Lett. 2012, 13, 240-247
74. Wang, C.; Ranasingha, O.; Natesakhawat, S.; Ohodnicki, P. R.; Andio, M.; Lewis, J. P.; Matranga, C. Nanoscale 2013, 5, 6968-6974
75. Kim, K. H.; Watanabe, K.; Mulugeta, D.; Freund, H.-J.; Menzel, D. Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 047401
76. Madey, T. E.; Yates, J. T.; King, D. A.; Uhlaner, C. J. J. Chem. Phys. 1970, 52, 5215-5220
77. Funk, S.; Bonn, M.; Denzler, D. N.; Hess, C.; Wolf, M.; Ertl, G. J. Chem. Phys. 2000, 112, 9888-9897
78. Denzler, D.; Frischkorn, C.; Hess, C.; Wolf, M.; Ertl, G. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 226102
79. Zhou, X.-L.; Zhu, X.-Y.; White, J. M. Surf. Sci. Rep. 1991, 13, 73-220
80. Zimmermann, F. M.; Ho, W. Surf. Sci. Rep. 1995, 22, 127-247
81. Ho, W. Surf. Sci. 1996, 363, 166-178
82. Gadzuk, J. W. Chem. Phys. 2000, 251, 87-97
83. Czyzewski, J. J.; Madey, T. E.; Yates, J. T. Phys. Rev. Lett. 1974, 32, 777-780
84. Brandbyge, M.; HedegaÌŠrd, P.; Heinz, T. F.; Misewich, J. A.; Newns, D. M. Phys. Rev. B 1995, 52, 6042-6056
85. Petek, H. J. Chem. Phys. 2012, 137, 091704
86. Lindstrom, C. D.; Zhu, X.-Y. Chem. Rev. 2006, 106, 4281-4300
87. Olsen, T.; Gavnholt, J.; Schiøtz, J. Phys. Rev. B 2009, 79, 035403
88. Busch, D. G.; Ho, W. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 1338-1341
89. Michaels, A. M.; Brus, L. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 11965-11971
90. Ying, Z.; Ho, W. J. Chem. Phys. 1991, 94, 5701-5714
91. Mulvaney, P. Langmuir 1996, 12, 788-800
92. Kreibig, U.; Bour, G.; Hilger, a.; Gartz, M. Phys. Status Solidi 1999, 175, 351-366
93. Draine, B. T.; Flatau, P. J. J. Opt. Soc. Am. A 1994, 11, 1491-1499
94. Taflove, A.; Brodwin, M. IEEE Trans. Microwave Theory Tech. 1975, 23, 623-630
95. Camden, J. P.; Dieringer, J. A.; Wang, Y.; Masiello, D. J.; Marks, L. D.; Schatz, G. C.; Van Duyne, R. P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12616-12617
96. Esteban, R.; Borisov, A. G.; Nordlander, P.; Aizpurua, J. Nat. Commun. 2012, 3, 1-9
97. Kelly, K. L.; Coronado, E.; Zhao, L. L.; Schatz, G. C. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 668-677
98. Hao, E.; Schatz, G. C. J. Chem. Phys. 2004, 120, 357-366
99. Carpene, E. Phys. Rev. B 2006, 74, 024301
100. Bauer, C.; Abid, J.-P.; Girault, H. H. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 4519-4523
101. Garcia, M.; de la Venta, J.; Crespo, P.; LLopis, J.; Penadés, S.; Fernández, A.; Hernando, A. Phys. Rev. B 2005, 72, 241403
102. Zhao, L.-B.; Huang, Y.-F.; Liu, X.-M.; Anema, J. R.; Wu, D.-Y.; Ren, B.; Tian, Z.-Q. Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 12919-12929
103. Zhu, M.; Aikens, C. M.; Hollander, F. J.; Schatz, G. C.; Jin, R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5883-5885
104. Govorov, A. O.; Zhang, H.; Gun'ko, Y. K. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 16616-16631
105. Hammer, B.; Nørskov, J. Adv. Catal. 2000, 45, 71-129
106. Gavnholt, J.; Rubio, A.; Olsen, T.; Thygesen, K.; Schiøtz, J. Phys. Rev. B 2009, 79, 195405
107. Gavnholt, J.; Olsen, T.; Engelund, M.; Schiøtz, J. Phys. Rev. B 2008, 78, 075441
108. Libisch, F.; Cheng, J.; Carter, E. A. Z. Phys. Chem. 2013, 227 (11) 1455-1466