Spatiotemporal catalytic dynamics within single nanocatalysts revealed by single-molecule microscopy

Chemical Society Reviews

Volumn 43, Issue 4, 2014, Pages 1107-1117

  Chen, Peng ^a   Zhou, Xiaochun ^a   Andoy, Nesha May ^a   Han, Kyu Sung ^a   Choudhary, Eric ^a   Zou, Ningmu ^a   Chen, Guanqun ^a   Shen, Hao ^a  

^a Department of Obstetrics Gynecology   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84893404076     PISSN: 03060012     EISSN: 14604744     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3cs60215j     Document Type: Review

References (128)

1. G. A. Somorjai and Y. Li, Introduction to Surface Chemistry and Catalysis, John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, 2nd edn, 2010
2. G. Ertl, H. Knözinger and J. Weitkamp, Handbook of heterogeneous catalysis, VCH, Weinheim, 1997
3. D. Astruc, Nanoparticles and Catalysis, Wiley-VCH, 2007
4. C.-J. Jia F. Schuth Phys. Chem. Chem. Phys. 2011 13 2457 2487
5. Y. Li X. M. Hong D. M. Collard M. El-Sayed Nano Lett. 2000 2 2385 2388
6. R. M. Crooks M. Zhao L. Sun V. Chechik L. K. Yeung Acc. Chem. Res. 2001 34 181 190
7. B. N. Zope D. D. Hibbitts M. Neurock R. J. Davis Science 2010 330 74 78
8. G. A. Somorjai A. M. Contreras M. Montano R. M. Rioux Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 10577 10583
9. I. L. C. Buurmans B. M. Weckhuysen Nat. Chem. 2012 4 873 886
10. L. D. Marks Rep. Prog. Phys. 1994 57 603 649
11. C. Burda X. Chen R. Narayanan M. A. El-Sayed Chem. Rev. 2005 105 1025 1102
12. F. Tao M. E. Grass Y. Zhang D. R. Butcher J. R. Renzas Z. Liu J. Y. Chung B. S. Mun M. Salmeron G. A. Somorjai Science 2008 322 932 934
13. J. L. Rodríguez-López J. M. Montejano-Carrizales U. Pal J. F. Sánchez-Ramírez H. E. Troiani D. García M. Miki-Yoshida M. José-Yacamán Phys. Rev. Lett. 2004 92 196102
14. Z. W. Wang R. E. Palmer Nanoscale 2012 4 4947 4949
15. Z. W. Wang R. E. Palmer Nano Lett. 2012 12 91 95
16. Y. Suchorski J. Beben E. W. James J. W. Evans R. Imbihl Phys. Rev. Lett. 1999 82 1907 1910
17. M. A. Newton C. Belver-Coldeira A. Martinez-Arias M. Fernandez-Garcia Nat. Mater. 2007 6 528 532
18. P. Nolte A. Stierle N. Y. Jin-Phillipp N. Kasper T. U. Schulli H. Dosch Science 2008 321 1654 1658
19. S. Helveg C. López-Cartes J. Sehested P. L. Hansen B. S. Clausen J. R. Rostrup-Nielsen F. Abild-Pedersen J. K. Nørskov Nature 2004 427 426 429
20. S. Iijima T. Ichihashi Phys. Rev. Lett. 1986 56 616 619
21. M. Moseler F. Cervantes-Sodi S. Hofmann G. Csanyi A. C. Ferrari ACS Nano 2010 4 7587 7595
22. L. Edman Z. Foldes-Papp S. Wennmalm R. Rigler Chem. Phys. 1999 247 11 22
23. M. Paige D. P. Fromm W. E. Moerner Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 2002 4634 92 103
24. K. Velonia O. Flomenbom D. Loos S. Masuo M. Cotlet Y. Engelborghs J. Hofkens A. E. Rowan J. Klafter R. J. M. Nolte F. C. de Schryver Angew. Chem., Int. Ed. 2005 44 560 564
25. B. P. English W. Min A. M. van Oijen K. T. Lee G. Luo Y. Sun B. J. Cherayil S. C. Kou X. S. Xie Nat. Chem. Biol. 2006 2 87 94
26. R. D. Smiley G. G. Hammes Chem. Rev. 2006 106 3080 3094
27. P. Chen and N. M. Andoy, in Comprehensive Natural Products Chemistry II Chemistry and Biology, ed., L. Mander, and, H.-W. Lui, Elsevier, Oxford, 2010, vol. 9, p. 751
28. M. B. Roeffaers B. F. Sels H. Uji-i F. C. De Schryver P. A. Jacobss D. E. De Vos J. Hofkens Nature 2006 439 572 575
29. K. Naito T. Tachikawa M. Fujitsuka T. Majima J. Phys. Chem. C 2008 112 1048 1059
30. W. Xu J. S. Kong Y.-T. E. Yeh P. Chen Nat. Mater. 2008 7 992 996
31. M. B. Roeffaers G. De Cremer H. Uji-i B. Muls B. F. Sels P. A. Jacobs F. C. De Schryver D. E. De Vos J. Hofkens Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007 104 12603 12609
32. M. B. J. Roeffaers J. Hofkens G. De Cremer F. C. De Schryver P. A. Jacobs D. E. De Vos B. F. Sels Catal. Today 2007 126 44 53
33. P. Chen W. Xu X. Zhou D. Panda A. Kalininskiy Chem. Phys. Lett. 2009 470 151 157
34. W. Xu H. Shen G. Liu P. Chen Nano Res. 2009 2 911 922
35. H. Shen W. Xu P. Chen Phys. Chem. Chem. Phys. 2010 12 6555 6563
36. G. De Cremer E. Bartholomeeusen P. P. Pescarmona K. Lin D. E. De Vos J. Hofkens M. B. J. Roeffaers B. F. Sels Catal. Today 2010 157 236 242
37. G. De Cremer B. F. Sels D. E. D. Vos J. Hofkens M. B. J. Roeffaers Chem. Soc. Rev. 2010 39 4703 4717
38. T. Tachikawa T. Majima Chem. Soc. Rev. 2010 39 4802 4819
39. P. Chen X. Zhou H. Shen N. M. Andoy E. Choudhary K.-S. Han G. Liu W. Meng Chem. Soc. Rev. 2010 39 4560 4570
40. T. Tachikawa T. Majima Langmuir 2012 28 8933 8943
41. T. Tachikawa T. Yonezawa T. Majima ACS Nano 2012 7 263 275
42. G. De Cremer M. B. J. Roeffaers E. Bartholomeeusen K. Lin P. Dedecker P. P. Pescarmona P. A. Jacobs D. E. De Vos J. Hofkens B. F. Sels Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 908 911
43. W. Xu P. K. Jain B. J. Beberwyck A. P. Alivisatos J. Am. Chem. Soc. 2012 134 3946 3949
44. T.-L. E. Wee L. C. Schmidt J. C. Scaiano J. Phys. Chem. C 2012 116 24373 24379
45. K. S. Han G. Liu X. Zhou R. E. Medina P. Chen Nano Lett. 2012 12 1253 1259
46. X. Zhou N. M. Andoy G. Liu E. Choudhary K.-S. Han H. Shen P. Chen Nat. Nanotechnol. 2012 7 237 241
47. N. M. Andoy X. Zhou E. Choudhary H. Shen G. Liu P. Chen J. Am. Chem. Soc. 2013 135 1845 1852
48. X. Zhou E. Choudhary N. M. Andoy N. Zou P. Chen ACS Catal. 2013 3 1448 1453
49. A. Zurner J. Kirstein M. Doblinger C. Brauchle T. Bein Nature 2009 450 705 708
50. J. Michaelis C. Bräuchle Chem. Soc. Rev. 2010 39 4731 4740
51. F. Ye M. M. Collinson D. A. Higgins Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 66 82
52. M. Kastantin R. Walder D. K. Schwartz Langmuir 2012 28 12443 12456
53. A. Yildiz J. N. Forkey S. A. McKinney T. Ha Y. E. Goldman P. R. Selvin Science 2003 300 2061 2065
54. R. E. Thompson D. R. Larson W. W. Webb Biophys. J. 2002 82 2775 2783
55. X. Qu D. Wu L. Mets N. F. Scherer Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004 101 11298 11303
56. W. Xu H. Shen Y. J. Kim X. Zhou G. Liu J. Park P. Chen Nano Lett. 2009 9 3968 3973
57. M. B. J. Roeffaers G. De Cremer J. Libeert R. Ameloot P. Dedecker A.-J. Bons M. Buckins J. A. Martens B. F. Sels D. E. De Vos J. Hofkens Angew. Chem., Int. Ed. 2009 48 9285 9289
58. T. Tachikawa S. Yamashita T. Majima J. Am. Chem. Soc. 2011 133 7197 7204
59. E. Betzig G. H. Patterson R. Sougrat O. W. Lindwasser S. Olenych J. S. Bonifacino M. W. Davidson J. Lippincott-Schwartz H. F. Hess Science 2006 313 1642 1645
60. S. T. Hess T. P. K. Girirajan M. D. Mason Biophys. J. 2006 91 4258 4272
61. M. J. Rust M. Bates X. Zhuang Nat. Methods 2006 3 793 796
62. A. Sharonov R. M. Hochstrasser Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 18911 18916
63. J. S. Biteen M. A. Thompson N. K. Tselentis G. R. Bowman L. Shapiro W. E. Moerner Nat. Methods 2008 5 947 949
64. K. R. Chi Nat. Methods 2009 6 15 18
65. J. B. Sambur P. Chen Annu. Rev. Phys. Chem.
66. Y. Li J. T. Cox B. Zhang J. Am. Chem. Soc. 2010 132 3047 3054
67. C. M. Sánchez-Sánchez J. Solla-Gullón F. J. Vidal-Iglesias A. Aldaz V. Montiel E. Herrero J. Am. Chem. Soc. 2010 132 5622 5624
68. R. Tel-Vered A. J. Bard J. Phys. Chem. B 2006 110 25279 25287
69. X. Xiao A. J. Bard J. Am. Chem. Soc. 2007 129 9610 9612
70. F.-R. F. Fan A. J. Bard Nano Lett. 2008 8 1746 1749
71. X. Xiao F.-R. F. Fan J. Zhou A. J. Bard J. Am. Chem. Soc. 2008 130 16669 16677
72. X. Xiao S. Pan J. S. Jang F.-R. F. Fan A. J. Bard J. Phys. Chem. C 2009 113 14978 14982
73. C. Novo A. M. Funston P. Mulvaney Nat. Nanotechnol. 2008 3 598 602
74. C. Novo A. M. Funston A. K. Gooding P. Mulvaney J. Am. Chem. Soc. 2009 131 14664 14666
75. J. Cheng Y. Liu X. Cheng Y. He E. S. Yeung Anal. Chem. 2010 82 8744 8749
76. N. Liu M. L. Tang M. Hentschel H. Giessen A. P. Alivisatos Nat. Mater. 2011 10 631 636
77. M. L. Tang N. Liu J. A. Dionne A. P. Alivisatos J. Am. Chem. Soc. 2011 133 13220 13223
78. X. Shan I. Díez-Pérez L. Wang P. Wiktor Y. Gu L. Zhang W. Wang J. Lu S. Wang Q. Gong J. Li N. Tao Nat. Nanotechnol. 2012 7 668 672
79. J. Meier K. A. Friedrich U. Stimming Faraday Discuss. 2002 121 365 372
80. B. Hulsken R. V. Hameren J. W. Gerritsen T. Khoury P. Thordarson M. J. Crossley A. E. Rowan R. J. M. Nolte J. A. A. W. Elemans S. Speller Nat. Nanotechnol. 2007 2 285 289
81. S. C. S. Lai P. V. Dudin J. V. Macpherson P. R. Unwin J. Am. Chem. Soc. 2011 133 10744 10747
82. E. de Smit I. Swart J. F. Creemer G. H. Hoveling M. K. Gilles T. Tyliszczak P. J. Kooyman H. W. Zandbergen C. Morin B. M. Weckhuysen F. M. F. de Groot Nature 2008 456 222 225
83. F. M. F. de Groot E. de Smit M. M. van Schooneveld L. R. Aramburo B. M. Weckhuysen ChemPhysChem 2010 11 951 962
84. E. M. van Schrojenstein Lantman T. Deckert-Gaudig A. J. G. Mank V. Deckert B. M. Weckhuysen Nat. Nanotechnol. 2012 7 583 586
85. H. P. Lu L. Y. Xun X. S. Xie Science 1998 282 1877 1882
86. S. Yang J. Cao J. Chem. Phys. 2002 117 10996 11009
87. P. L. Hansen J. B. Wagner S. Helveg J. R. Rostrup-Nielsen B. S. Clausen H. Topsoe Science 2002 295 2053 2055
88. N. Kruse Ultramicroscopy 2001 89 51 61
89. Y. Kuwauchi H. Yoshida T. Akita M. Haruta S. Takeda Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 7729 7733
90. X. Zhou W. Xu G. Liu D. Panda P. Chen J. Am. Chem. Soc. 2010 132 138 146
91. M. A. Ochoa-Daza X. Zhou P. Chen R. F. Loring J. Chem. Phys. 2011 135 174509
92. S. M. Foiles M. I. Baskes M. S. Daw Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1986 33 7983 7991
93. C. J. Murphy L. B. Thompson D. J. Chernak J. A. Yang S. T. Sivapalan S. P. Boulos J. Huang A. M. Alkilany P. N. Sisco Curr. Opin. Colloid Interface Sci. 2011 16 128 134
94. E. Carbó-Argibay B. Rodríguez-González S. Gómez-Graña A. Guerrero-Martínez I. Pastoriza-Santos J. Pérez-Juste L. M. Liz-Marzán Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 9397 9400
95. H. Katz-Boon C. J. Rossouw M. Weyland A. M. Funston P. Mulvaney J. Etheridge Nano Lett. 2011 11 273 278
96. S. S. Shankar A. Rai B. Ankamwar A. Singh A. Ahmad M. Sastry Nat. Mater. 2004 3 482 488
97. M. M. Nigra I. Arslan A. Katz J. Catal. 2012 295 115 121
98. N. R. Jana L. Gearheart C. J. Murphy J. Phys. Chem. B 2001 105 4065 4067
99. R. Klajn A. O. Pinchuk G. C. Schatz B. A. Grzybowski Angew. Chem., Int. Ed. 2007 46 8363 8367
100. T. H. Ha H.-J. Koo B. H. Chung J. Phys. Chem. C 2006 111 1123 1130
101. C. Wang C. Kan J. Zhu X. Zeng X. Wang H. Li D. Shi J. Nanomater. 2010 969030
102. G. Zhan L. Ke Q. Li J. Huang D. Hua A.-R. Ibrahim D. Sun Ind. Eng. Chem. Res. 2012 51 15753 15762
103. A. Gulati H. Liao J. H. Hafner J. Phys. Chem. B 2006 110 22323 22327
104. J. J. Martin A. F. Armington J. Cryst. Growth 1983 62 203 206
105. J. T. Yates J. Vac. Sci. Technol., A 1995 13 1359 1367
106. W. T. Wallace B. K. Min D. W. Goodman J. Mol. Catal. A: Chem. 2005 228 3 10
107. Z. Y. Li N. P. Young M. Di Vece S. Palomba R. E. Palmer A. L. Bleloch B. C. Curley R. L. Johnson J. Jiang J. Yuan Nature 2008 451 46 48
108. J. J. Hanak J. Mater. Sci. 1970 5 964 971
109. K. Salaita Y. Wang J. Fragala R. A. Vega C. Liu C. A. Mirkin Angew. Chem., Int. Ed. 2006 45 7220 7223
110. F. C. Moates M. Somani J. Annamalai J. T. Richardson D. Luss R. C. Willson Ind. Eng. Chem. Res. 1996 35 4801 4803
111. C. L. Hill R. D. Gall J. Mol. Catal. A: Chem. 1996 114 103 111
112. E. Reddington A. Sapienza B. Gurau R. Viswanathan S. Sarangapani E. S. Smotkin T. E. Mallouk Science 1998 280 1735 1737
113. J. L. Fernandez D. A. Walsh A. J. Bard J. Am. Chem. Soc. 2005 127 357 365
114. H. W. Turner A. F. Volpe, Jr. W. H. Weinberg Surf. Sci. 2009 603 1763 1769
115. J. S. Jang J. Lee H. Ye F.-R. F. Fan A. J. Bard J. Phys. Chem. C 2009 113 6719 6724
116. M. Prochaska J. Jin D. Rochefort L. Zhuang F. J. DiSalvo H. D. Abruña R. B. van Dover Rev. Sci. Instrum. 2006 77 054104
117. N. M. Esfandiari Y. Wang T. M. Mcintire S. A. Blum Organometallics 2010 30 2901 2907
118. T. Tachikawa N. Wang S. Yamashita S.-C. Cui T. Majima Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 8593 8597
119. P. Hervés M. Pérez-Lorenzo L. M. Liz-Marzán J. Dzubiella Y. Lu M. Ballauff Chem. Soc. Rev. 2012 41 5577 5587
120. J. Rodríguez-Fernández A. M. Funston J. Pérez-Juste R. A. Álvarez-Puebla L. M. Liz-Marzán P. Mulvaney Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 5909 5914
121. M. A. Karreman I. L. C. Buurmans J. W. Geus A. V. Agronskaia J. Ruiz-Martnez H. C. Gerritsen B. M. Weckhuysen Angew. Chem., Int. Ed. 2012 51 1428 1431
122. A. I. Henry J. M. Bingham E. Ringe L. D. Marks G. C. Schatz R. P. Van Duyne J. Phys. Chem. C 2011 115 9291 9305
123. X.-M. Qian S. Nie Chem. Soc. Rev. 2008 37 912 920
124. J. Kneipp H. Kneipp K. Kneipp Chem. Soc. Rev. 2008 37 1052 1060
125. P. G. Etchegoin E. C. Le Ru Phys. Chem. Chem. Phys. 2008 10 6079 6089
126. L. Brus Acc. Chem. Res. 2008 41 1742 1749
127. E. Bailo V. Deckert Chem. Soc. Rev. 2008 37 921 930
128. C. Fokas V. Deckert Appl. Spectrosc. 2002 56 192 199