Polyoxometalate-based cobalt-phosphate molecular catalysts for visible light-driven water oxidation

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 14, 2014, Pages 5359-5366

  Han, Xin Bao ^a   Zhang, Zhi Ming ^a,b,c   Zhang, Teng ^b   Li, Yang Guang ^a   Lin, Wenbin ^b,c   You, Wansheng ^d   Su, Zhong Min ^a   Wang, En Bo ^a  

^a NORTHEAST NORMAL UNIVERSITY   (China)

^b UNIVERSITY OF CHICAGO   (United States)

^c XIAMEN UNIVERSITY   (China)

^d LIAONING NORMAL UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATALYSTS; COBALT; INDUCTIVELY COUPLED PLASMA MASS SPECTROMETRY; MANGANESE COMPOUNDS; OXIDATION;

FUNCTIONAL MODEL; LASER FLASH PHOTOLYSIS; MOLECULAR CATALYSTS; OXYGEN-EVOLVING COMPLEXES; PHOTOCATALYTIC ACTIVITIES; PHOTOCATALYTIC REACTIONS; UV-VIS ABSORPTIONS; WELL-DEFINED STRUCTURES;

COBALT COMPOUNDS;

COBALT; CUBANE DERIVATIVE; METAL DERIVATIVE; OXYGEN; PHOSPHATE; POLYOXOMETALATE DERIVATIVE; UNCLASSIFIED DRUG; WATER;

ARTICLE; CATALYST; CHEMICAL STRUCTURE; CONTROLLED STUDY; LASER FLASH PHOTOLYSIS; LIGHT; LIGHT SCATTERING; MASS SPECTROMETRY; MOLECULAR MODEL; OXIDATION; OXYGEN EVOLUTION; PHOSPHORUS NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; PHOTOCATALYSIS; PHOTOLYSIS; PHOTOSYSTEM II; SYNTHESIS; ULTRAVIOLET SPECTROSCOPY;

EID: 84897991708     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja412886e     Document Type: Article

References (71)

1. Fujishima, A.; Honda, K. Nature 1972, 238, 37
2. Scholes, G. D.; Fleming, G. R.; Olaya-Castro, A.; Grondelle, R. V. Nat. Chem. 2011, 3, 763
3. Hochbaum, A. I.; Yang, P. D. Chem. Rev. 2010, 110, 527
4. Symes, M. D.; Cronin, L. Nat. Chem. 2013, 5, 403
5. Chen, X. B.; Li, C.; Grätzel, M.; Kosteckid, R.; Mao, S. S. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7909
6. Wang, C.; deKrafft, K. E.; Lin, W. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 7211
7. Umena, Y.; Kawakami, K.; Shen, J.-R.; Kamiya, N. Nature 2011, 473, 55
8. Kanan, M. W.; Nocera, D. G. Science 2008, 321, 1072
9. Toma, F. M.; Sartorel, A.; Iurlo, M.; Carraro, M.; Parisse, P.; Maccato, C.; Rapino, S.; Gonzalez, B. R.; Amenitsch, H.; Ros, T. D.; Casalis, L.; Goldoni, A.; Marcaccio, M.; Scorrano, G.; Scoles, G.; Paolucci, F.; Prato, M.; Bonchio, M. Nat. Chem. 2010, 2, 826
10. Duan, L. L.; Bozoglian, F.; Mandal, S.; Stewart, B.; Privalov, T.; Llobet, A.; Sun, L. C. Nat. Chem. 2012, 4, 418
11. Zou, Z. G.; Ye, J. H.; Sayama, K.; Arakawa, H. Nature 2001, 414, 625
12. 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
13. Kato, M.; Cardona, T.; Rutherford, A. W.; Reisner, E. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10610
14. Ellis, W. C.; McDaniel, N. D.; Bernhard, S.; Collins, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10990
15. Chen, H.; Faller, J. W.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7345
16. 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
17. Wang, C.; Wang, J.-L.; Lin, W. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19895
18. Kanan, M. W.; Surendranath, Y.; Nocera, D. G. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 109
19. Reece, S. Y.; Hamel, J. A.; Sung, K.; Jarvi, T. D.; Esswein, A. J.; Pijpers, J. J. H.; Nocera, D. G. Science 2011, 334, 645
20. Zhong, D. K.; Sun, J. W.; Inumaru, H.; Gamelin, D. R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6086
21. Pilli, S. K.; Furtak, T. E.; Brown, L. D.; Deutsch, T. G.; Turner, J. A.; Herring, A. M. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 5028
22. Pijpers, J. J. H.; Winkler, M. T.; Surendranath, Y.; Buonassisi, T.; Nocera, D. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108, 10056
23. Steinmiller, E. M. P.; Choi, K.-S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 20633
24. Seabold, J. A.; Choi, K.-S. Chem. Mater. 2011, 23, 1105
25. Du, P. W.; Kokhan, O.; Chapman, K. W.; Chupas, P. J.; Tiede, D. M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 11096
26. Dismukes, G. C.; Brimblecombe, R.; Felton, G. A. N.; Pryadun, R. S.; Sheats, J. E.; Spiccia, L.; Swiegers, G. F. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1935
27. Yin, Q. S.; 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
28. Berardi, S.; Ganga, G. L.; Natali, M.; Bazzan, I.; Puntoriero, F.; Sartorel, A.; Scandola, F.; Campagna, S.; Bonchio, M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 11104
29. Yagi, M.; Kaneko, M. Chem. Rev. 2001, 101, 21
30. Sartorel, A.; Bonchio, M.; Campagna, S.; Scandola, F. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2262
31. An, H. Y.; Wang, E. B.; Xiao, D. R.; Li, Y. G.; Su, Z. M.; Xu, L. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 904
32. Zou, C.; Zhang, Z. J.; Xu, X.; Gong, Q. H.; Li, J.; Wu, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 87
33. Izzet, G.; Ménand, M.; Matt, B.; Renaudineau, S.; Chamoreau, L.-M.; Sollogoub, M.; Proust, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 487
34. Kikukawa, Y.; Kuroda, Y.; Yamaguchi, K.; Mizuno, N. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 2434
35. Li, S. J.; Liu, S. M.; Liu, S. X.; Liu, Y. W.; Tang, Q.; Shi, Z.; Ouyang, S. X.; Ye, J. H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19716
36. Huang, P.; Qin, C.; Su, Z. M.; Xing, Y.; Wang, X. L.; Shao, K. Z.; Lan, Y. Q.; Wang, E. B. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 14004
37. Bernardini, G.; Wedd, A. G.; Zhao, C.; Bond, A. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109, 11552
38. Lü, J.; Lin, J. X.; Zhao, X. L.; Cao, R. Chem. Commun. 2012, 48, 669
39. Gao, J. K.; Cao, S. W.; Tay, Q. L.; Liu, Y.; Yu, L. M.; Ye, K. Q.; Mun, P. C. S.; Li, Y. X.; Rakesh, G.; Loo, S. C. J.; Chen, Z.; Zhao, Y.; Xue, C.; Zhang, Q. C. Sci. Rep. 2013, 3, 1853
40. Compain, J.-D.; Mialane, P.; Dolbecq, A.; Mbomekallé, I. M.; Marrot, J.; Sécheresse, F.; Rivière, E.; Rogez, G.; Wernsdorfer, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 3077
41. Bassil, B. S.; Ibrahim, M.; Al-Oweini, R.; Asano, M.; Wang, Z. X.; Tol, J. V.; Dalal, N. S.; Choi, K.-Y.; Biboum, R. N.; Keita, B.; Nadjo, L.; Kortz, U. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 5961
42. Mitchell, S. G.; Molina, P. I.; Khanra, S.; Miras, H. N.; Prescimone, A.; Cooper, G. J. T.; Winter, R. S.; Brechin, U. K.; Long, D. L.; Cogdell, R. J.; Cronin, L. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 9154
43. Zhang, Z. M.; Yao, S.; Li, Y. G.; Wu, H. H.; Wang, Y. H.; Rouzières, M.; Clérac, R.; Su, Z. M.; Wang, E. B. Chem. Commun. 2013, 49, 2515
44. Geletii, Y. V.; Huang, Z. Q.; Hou, Y.; Musaev, D. G.; Lian, T. Q.; Hill, C. L. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7522
45. Geletii, Y. V.; Botar, B.; Kögerler, P.; Hillesheim, D. A.; Musaev, D. G.; Hill, C. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 3896
46. 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
47. 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
48. Murakami, M.; Hong, D. C.; Suenobu, T.; Yamaguchi, S.; Ogura, T.; Fukuzumi, S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11605
49. Huang, Z. Q.; Luo, Z.; Geletii, Y. V.; Vickers, J. W.; Yin, Q. S.; Wu, D.; Hou, Y.; Ding, Y.; Song, J.; Musaev, D. G.; Hill, C. L.; Lian, T. Q. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2068
50. Stracke, J. J.; Finke, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14872
51. Stracke, J. J.; Finke, R. G. ACS Catal. 2013, 3, 1209
52. Stracke, J. J.; Finke, R. G. ACS Catal. 2014, 4, 79
53. Vickers, J. W.; Lv, H. J.; Sumliner, J. M.; Zhu, G. B.; Luo, Z.; Musaev, D. G.; Geletii, Y. V.; Hill, C. L. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 14110
54. Song, F. Y.; Ding, Y.; Ma, B. C.; Wang, C. M.; Wang, Q.; Du, X. Q.; Fu, S.; Song, J. Energy Environ. Sci. 2013, 6, 1170
55. Tanaka, S.; Annaka, M.; Sakai, K. Chem. Commun. 2012, 48, 1653
56. Car, P.-E.; Guttentag, M.; Baldridge, K. K.; Alberto, R.; Patzke, G. R. Green Chem. 2012, 14, 1680
57. Zhu, G. B.; Geletii, Y. V.; Kögerler, P.; Schilder, H.; Song, J.; Lense, S.; Zhao, C. C.; Hardcastle, K. I.; Musaev, D. G.; Hill, C. L. Dalton Trans. 2012, 41, 2084
58. Goberna-Ferrón, S.; Vigara, L.; Soriano-López, J.; Galán-Mascarós, J. R. Inorg. Chem. 2012, 51, 11707
59. Lv, H. J.; Geletii, Y. V.; Zhao, C. C.; Vickers, J. W.; Zhu, G. B.; Luo, Z.; Song, J.; Lian, T. Q.; Musaev, D. G.; Hill, C. L. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7572
60. Hervé, G.; Tézé, A. Inorg. Chem. 1977, 16, 2115
61. Ginsberg, A. P. Inorg. Synth. 1990, 27, 100
62. Bi, L. H.; Huang, R. D.; Peng, J.; Wang, E. B.; Wang, Y. H.; Hu, C. W. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2001, 121
63. Sheldrick, G. M. SHELXL97, Program for Crystal Structure Refinement; University of Göttingen: Göttingen, Germany, 1997
64. Sheldrick, G. M. SHELXS97, Program for Crystal Structure Solution; University of Göttingen: Göttingen, Germany, 1997.
65. Ibrahim, M.; Lan, Y. H.; Bassil, B. S.; Xiang, Y. X.; Suchopar, A.; Powell, A. K.; Kortz, U. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 4708
66. Hara, M.; Waraksa, C. C.; Lean, J. T.; Lewis, B. A.; Mallouk, T. E. J. Phys. Chem. A. 2000, 104, 5275
67. Morris, N. D.; Mallouk, T. E. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11114
68. Lang, Z.-L.; Yang, G.-C.; Ma, N.-N.; Wen, S.-Z.; Yan, L.-K.; Guan, W.; Su, Z.-M. Dalton Trans. 2013, 42, 10617
69. Zhu, G. B.; Glass, E. N.; Zhao, C. C.; Lv, H. J.; Vickers, J. W.; Geletii, Y. V.; Musaev, D. G.; Song, J.; Hill, C. L. Dalton Trans. 2012, 41, 13043
70. Morris, N. D.; Suzuki, M.; Mallouk, T. E. J. Phys. Chem. A. 2004, 108, 9115
71. Natali, M.; Berardi, S.; Sartorel, A.; Bonchio, M.; Campagna, S.; Scandola, F. Chem. Commun. 2012, 48, 8808