The role of nano-sized manganese oxides in the oxygen-evolution reactions by manganese complexes: Towards a complete picture

Dalton Transactions

Volumn 43, Issue 34, 2014, Pages 13122-13135

  Najafpour, Mohammad Mahdi ^a,b   Hołyńska, Małgorzata ^c   Shamkhali, Amir Nasser ^d   Kazemi, Sayed Habib ^a,b   Hillier, Warwick ^e   Amini, Emad ^a   Ghaemmaghami, M ^a   Jafarian Sedigh, Davood ^a   Nemati Moghaddam, Atefeh ^a   Mohamadi, Rahim ^a   Zaynalpoor, Sasan ^a   Beckmann, Katrin ^e  

^a INSTITUTE FOR ADVANCED STUDIES IN BASIC SCIENCES IASBS   (Iran)

^b Institute for Advanced Studies in Basic Sciences (IASBS)   (Iran)

^c PHILIPPS UNIVERSITY MARBURG   (Germany)

^d UNIVERSITY OF MOHAGHEGH ARDABILI   (Iran)

^e AUSTRALIAN NATIONAL UNIVERSITY   (Australia)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CARBON DIOXIDE; CARBOXYLATION; CATALYSTS; CERIUM; ELECTRON SPIN RESONANCE SPECTROSCOPY; FOURIER TRANSFORM INFRARED SPECTROSCOPY; MANGANESE; MANGANESE OXIDE; MASS SPECTROMETRY; NITRATES; OXYGEN; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; SPECTROSCOPIC ANALYSIS; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; ULTRAVIOLET VISIBLE SPECTROSCOPY; X RAY DIFFRACTION;

AMMONIUM NITRATE; CARBOXYLATE LIGANDS; MANGANESE COMPLEXES; NANO-SIZED MANGANESE OXIDES; OXYGEN EVOLUTION; OXYGEN EVOLUTION REACTION; SPECTROSCOPIC STUDIES; TRANSMISSION ELECTRON;

SYNTHESIS (CHEMICAL);

MANGANESE DERIVATIVE; MANGANESE OXIDE; METAL NANOPARTICLE; OXIDE; OXYGEN;

CHEMISTRY; METABOLISM; X RAY DIFFRACTION;

MANGANESE COMPOUNDS; METAL NANOPARTICLES; OXIDES; OXYGEN; X-RAY DIFFRACTION;

EID: 84905728124     PISSN: 14779226     EISSN: 14779234     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4dt01367k     Document Type: Article

References (159)

1. K. N. Ferreira T. M. Iverson K. Maghlaoui J. Barber S. Iwata Science 2004 303 1831
2. Y. Umena K. Kawakami J.-R. Shen N. Kamiya Nature 2011 473 55
3. M. M. Najafpour A. Nemati Moghaddam Y. N. Yang E. Aro R. Carpentier J. J. Eaton-Rye C. Lee S. I. Allakhverdiev Photosynth. Res. 2012 114 1
4. H. Wariishi V. Khadar M. H. Gold Biochemistry 1989 28 6017
5. R. Cammack A. Chapman W. P. Lu A. Karagouni D. P. Kelly FEBS Lett. 1989 253 239
6. V. Barynin M. Whittaker S. Antonyuk V. Lamzin P. Harrison P. Artymiuk J. Whittaker Structure 2001 9 725
7. P. Nordlund B. M. Sjoberg H. Eklund Nature 1990 345 593
8. Y. Sugiura H. Kawabe H. Tanaka S. Fujimoto A. Ohara J. Biol. Chem. 1981 256 10664
9. W. C. Stallings K. A. Pattridge R. K. Strong M. L. Ludwig J. Biol. Chem. 1985 260 16424
10. N. S. Lewis D. G. Nocera Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007 104 20142
11. M. M. Najafpour A. Nemati Moghaddam S. I. Allakhverdiev Govindjee Biochim. Biophys. Acta 2012 1817 1110
12. M. M. Najafpour Govindjee Dalton Trans. 2011 40 9076
13. R. Pace, An Integrated Artificial Photosynthesis Model, in Artificial photosynthesis: From basic biology to industrial application, ed., A. F. Collings, and, C. Critchley, Wiley-VCH, Weinheim, 1st edn, 2005, pp. 13-34
14. H. Dau I. Zaharieva Acc. Chem. Res. 2009 42 1861
15. M. Wiechen M. M. Najafpour S. I. Allakhverdiev L. Spiccia Energy Environ. Sci. 2014 7 2203
16. X. Liu F. Wang Coord. Chem. Rev. 2012 256 1115
17. M. M. Najafpour S. I. Allakhverdiev Int. J. Hydrogen Energy 2012 37 8753
18. P. Kurz G. Berggren M. F. Anderlund S. Styring Dalton Trans. 2007 4258
19. P. Kurz Dalton Trans. 2009 6103
20. R. Brimblecombe G. F. Swiegers G. C. Dismukes L. Spiccia Angew. Chem., Int. Ed. 2008 120 7445
21. W. Ruettinger G. C. Dismukes Chem. Rev. 1997 97 1
22. M. Yagi M. Kaneko Chem. Rev. 2001 101 21
23. C. W. Cady R. H. Crabtree G. W. Brudvig Coord. Chem. Rev. 2008 252 444
24. B. Conlan N. Cox J. Su W. Hillier J. Messinger W. Lubitz P. L. Dutton T. Wydrzynski Biochim. Biophys. Acta 2009 1787 1112
25. M. M. Najafpour B. Kozlevcar V. McKee Z. Jaglicic M. Jagodic Inorg. Chem. Commun. 2011 14 1 125
26. L. Chou R. Liu W. He N. Geh Y. Lin E. Y. F. Hou D. Wang H. J. M. Hou Int. J. Hydrogen Energy 2012 37 8889
27. H. J. M. Hou Materials 2011 4 1693
28. R. Liu Y. Lin L. Chou S. W. Sheehan W. He F. Zhang H. J. M. Hou D. Wang Angew. Chem., Int. Ed. 2011 50 499
29. F. Zhang C. W. Cady G. W. Brudvig H. J. M. Hou Inorg. Chim. Acta 2011 366 128
30. E. A. Karlsson B. Lee T. Åkermark E. V. Johnston M. D. Krks J. Sun O. Hansson J. Bckvall B. Åkermark Angew. Chem., Int. Ed. 2011 50 11715
31. J. Limburg J. S. Vrettos L. M. Liable-Sands A. L. Rheingold R. H. Crabtree G. W. Brudvig Science 1999 283 1524
32. T. S. Glikman I. S. Shcheglova Kinet. Katal. 1968 9 461
33. V. Y. Shafirovich A. E. Shilov Kinet. Katal. 1979 20 1156
34. M. Morita C. Iwakura H. Tamura Electrochim. Acta 1977 22 325
35. A. Harriman I. J. Pickering J. M. Thomas P. A. Christensen J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 1988 84 2795
36. M. M. Najafpour F. Rahimi E. Aro C. Lee S. I. Allakhverdiev J. R. Soc. Interface 2012 9 2383
37. M. M. Najafpour Origins Life Evol. Biosph. 2011 41 237
38. M. M. Najafpour Geomicrobiol. J. 2011 28 714
39. M. M. Najafpour F. Rahimi M. Fathollahzadeh B. Haghighi M. Hołyńska T. Tomo S. I. Allakhverdiev Dalton Trans. 2014 43 10866
40. M. M. Najafpour M. Amouzadeh Tabrizi B. Haghighi Govindjee Dalton Trans. 2012 41 3906
41. M. M. Najafpour M. Amouzadeh Tabrizi B. Haghighi Govindjee Dalton Trans. 2013 42 879
42. M. M. Najafpour Chem. Commun. 2011 47 11724
43. M. M. Najafpour J. Photochem. Photobiol., B 2011 104 111
44. M. M. Najafpour D. Jafarian Sedigh C. K. King'ondu S. L. Suib RSC Adv. 2012 2 11253
45. M. M. Najafpour A. Nemati Moghaddam New J. Chem. 2012 36 2514
46. F. Zhou A. Izgorodin R. K. Hocking V. Armel L. Spiccia D. R. MacFarlane ChemSusChem 2013 6 643
47. M. M. Najafpour T. Ehrenberg M. Wiechen P. Kurz Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 2233
48. F. Jensen, Introduction to Computational Chemistry, John-Wiley Ltd., Chichester, England, 2nd edn, 2007
49. J. Yano J. Robblee Y. Pushkar M. A. Marcus J. Bendix J. M. Workman T. J. Collins E. I. Solomon S. D. George V. K. Yachandra J. Am. Chem. Soc. 2007 129 12989
50. E. M. Sproviero J. P. McEvoy J. A. Gascón G. W. Brudvig V. S. Batista Photosynth. Res. 2008 97 91
51. D. A. Pantazis M. Orio T. Petrenko S. Zein W. Lubitz J. Messinger F. Neese Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 6788
52. P. E. M. Siegbahn Acc. Chem. Res. 2009 42 1871
53. T. Wang G. Brudvig V. S. Batista J. Chem. Theory Comput. 2010 6 755
54. N. Cox L. Rapatskiy J.-H. Su D. A. Pantazis M. Sugiura L. Kulik P. Dorlet A. W. Rutherford F. Neese A. Boussac W. Lubitz J. Messinger J. Am. Chem. Soc. 2011 133 3635
55. M. Busch E. Ahlberg I. Panas Phys. Chem. Chem. Phys. 2011 13 15069
56. S. Luber I. Rivalta Y. Umena K. Kawakami J.-R. Shen N. Kamiya G. W. Brudvig V. S. Batista Biochemistry 2011 50 6308
57. P. E. M. Siegbahn ChemPhysChem 2011 12 3274
58. Y. Gao R. H. Crabtree G. W. Brudvig Inorg. Chem. 2012 51 4043
59. A. Grundmeier H. Dau Biochim. Biophys. Acta 2012 1817 88
60. P. E. M. Siegbahn Phys. Chem. Chem. Phys. 2012 14 4849
61. A. D. Becke J. Chem. Phys. 1993 98 5648
62. T. H. Dunning Jr. and P. J. Hay, in Modern Theoretical Chemistry, ed., H. F. Schaefer III, Plenum, New York, 1976, vol. 3, pp. 1-28
63. P. J. Hay W. R. Wadt J. Chem. Phys. 1985 82 270
64. P. J. Hay W. R. Wadt J. Chem. Phys. 1985 82 299
65. G. M. Sheldrick, SHELXTL 5.1, Bruker AXS Inc., 6300 Enterprise Lane, Madison, WI 53719-1173, USA, 1997
66. Y. Li M. Wang L. Wang C. Xia Acta Crystallogr., Sect. C: Cryst. Struct. Commun. 2000 56 445
67. B. Figgis C. L. Raston R. Sharma A. H. White Aust. J. Chem. 1978 31 2545
68. W. B. Lin M. E. Chapman Z. Y. Wang G. T. Yee Inorg. Chem. 2000 39 4169
69. I. Hwang K. Ha Acta Crystallogr., Sect. E: Struct. Rep. Online 2006 62 m376
70. W. Wang C. Ma F. Chen C. Chen Q. Liu Acta Crystallogr., Sect. E: Struct. Rep. Online 2003 62 m908
71. C. Ma F. Chen X. Zhang C. Chen Q. Liu Acta Crystallogr., Sect. C: Cryst. Struct. Commun. 2002 58 m401
72. D. M. Boghaei M. M. Najafpour Anal. Sci.: X-Ray Struct. Anal. Online 2008 23 x123
73. J. Zou Z. Xu W. Chen K. M. Lo X. You Polyhedron 1999 18 1507
74. M. Devereux M. Jackman M. McCann M. Casey Polyhedron 1998 17 153
75. C. Ma F. Chen C. Chen Q. Liu Acta Crystallogr., Sect. C: Cryst. Struct. Commun. 2003 59 m516
76. M. M. Najafpour M. Amini M. Bagherzadeh D. M. Boghaei V. McKee Transition Met. Chem. 2010 35 297
77. M. D. Wodrich C. Corminboeuf P. von R. Schleyer Org. Lett. 2006 8 3631
78. A. A. Granovsky, Firefly version 8.0.0: http://classic.chem.msu.su/gran/ firefly/index.html
79. M. W. Schmidt K. K. Baldridge J. A. Boatz S. T. Elbert M. S. Gordon J. H. Jensen S. Koseki N. Matsunaga K. A. Nguyen S. Su T. L. Windus M. Dupuis J. A. Montgomery J. Comput. Chem. 1993 14 1347
80. W. Henke S. Kremer D. Reinen Z. Anorg. Allg. Chem. 1989 491 124
81. E. N. Maslen C. L. Raston A. H. White J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1975 323
82. C.-W. Chan C.-M. Che S.-M. Peng Polyhedron 1993 12 2169
83. E. C. Constable S. M. Elder J. Healy M. D. Ward D. A. Tocher J. Am. Chem. Soc. 1990 112 4590
84. E. C. Constable S. M. Elder M. J. Hannon A. Martin P. R. Raithby D. A. Tocher J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1996 2423
85. C. Che Y. Wang K. Yeung K. Wong S. Peng J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1992 2675
86. C. Che C. Chan S. Yang C. Guo C. Lee S. Peng J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1995 2961
87. D. B. Dell' Amico F. Calderazzo U. Englert L. Labella F. Marchetti J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2001 357
88. C. Chan C. Che M. Cheng Y. Wang Inorg. Chem. 1992 31 4874
89. D. B. Dell'Amico F. Calderazzo M. Curiardi L. Labella F. Marchetti Inorg. Chem. Commun. 2005 8 673
90. D. B. Dell'Amico F. Calderazzo M. Curiardi L. Labella F. Marchetti Inorg. Chem. 2004 43 5459
91. E. C. Constable S. M. Elder M. J. Hannon A. Martin P. R. Raithby D. A. Tocher J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1996 2423
92. E. C. Constable S. M. Elder D. A. Tocher Polyhedron 1992 11 2599
93. S.-M. Yang K.-K. Cheung C.-M. Che J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1993 3515
94. C. Che C. Chan S. Yang C. Guo C. Lee S. Peng J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1995 2961
95. F. Calderazzo L. Labella F. Marchetti J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1998 1485
96. D. Xiao Y. Hou E. Wang J. Lu Y. Li L. Xu C. Hu Inorg. Chem. Commun. 2004 7 437
97. M. Barboiu J.-M. Lehn Rev. Chim. (Bucharest Rom.) 2006 57 909
98. C. W. Cady C. Incarvito G. W. Brudvig R. H. Crabtree Inorg. Chim. Acta 2006 359 2509
99. G. Zhang X. Zhang G. Yu Acta Crystallogr., Sect. E: Struct. Rep. Online 2008 64 m214
100. B. C. Polander B. A. Barry Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012 109 6112
101. P. King R. Clérac C. E. Anson A. K. Powell Dalton Trans. 2004 852
102. L. Pan N. Ching X. Huang J. Li Chem.-Eur. J. 2001 7 4431
103. R. Sarma J. B. Baruah Inorg. Chim. Acta 2011 377 50
104. P. King R. Clérac C. E. Anson A. K. Powell Dalton Trans. 2004 852
105. J. Tian S. Yan D. Liao Z. Jiang P. Cheng Inorg. Chem. Commun. 2003 6 1025
106. R. G. Inskeep J. Inorg. Nucl. Chem. 1996 28 2285
107. K. Nakamoto, Infrared and Raman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds, A Wiley-Interscience Publication, 4th edn, 1986
108. A. Majumder C. R. Choudhury S. Mitra C. Marschner J. Baumgartner Z. Naturforsch., B: Chem. Sci. 2005 60 99
109. A. Majumder G. Pilet M. Teresa G. Rodriguez S. Mitra Polyhedron 2006 25 2550
110. C. Zscherp A. Barth Biochemistry 2001 47 1875
111. D. H. R. Barton S. D. Bèvière W. Chavasiri D. Doller W. G. Liu J. H. Reibenspies New J. Chem. 1992 16 1019
112. S. C. Chang J. K. H. Ma J. T. Wang N. C. Li J. Coord. Chem. 1972 2 31 34
113. R. Dingle R. Aria Chem. Scand. 1966 20 33
114. I. Kani C. Darak O. Sahin O. Buyukgungor Polyhedron 2008 27 1238
115. F. E. Mabbs and D. Collison, Electron Paramagnetic Resonance of d Transition Metal Compounds, Elsevier, Amsterdam, 1992
116. S. T. Warzeska F. Micciche M. C. Mimmi E. Bouwman H. Kooijman A. L. Spek J. Reedijk J. Chem. Soc., Dalton. Trans. 2001 3507
117. E. Garribba G. Micera M. Zema Inorg. Chim. Acta 2004 357 2038
118. C. R. Byfleet W. C. Lin C. A. McDowell Mol. Phys. 1970 18 363
119. M. M. Morrison D. T. Sawyer Inorg. Chem. 1978 17 338
120. P. Kurz M. F. Anderlund N. Shaikh S. Styring P. Huang Eur. J. Inorg. Chem. 2008 762
121. J. Limburg G. W. Brudvig R. H. Crabtree J. Am. Chem. Soc. 1997 119 2761
122. B. Zeng X. Zhu X. Yu S. Cai Z. Chen Spectrochim. Acta, Part A 2008 69 117
123. Z. Chen Y. Wu F. Huang D. Gu F. Gan Spectrochim. Acta, Part A 2007 66 1024
124. X. Yu S. Cai Z. Chen Spectrochim. Acta, Part A 2004 60 391
125. P. Sjöberg D. M. Boghaei Spectrochim. Acta, Part A 2010 75 1168
126. R. Tagore R. H. Crabtree G. W. Brudvig Inorg. Chem. 2008 47 1815
127. L. Konerman, J. Messinger and W. Hillier, Mass Spectrometry-Based Methods for Studying Kinetics and Dynamics in Biological Systems, in Biophysical Techniques in Photosynthesis Research II, ed., T. Matysik, and, T. Aartsma, Springer, 2008, pp. 167-190. [ISBN-10 1-4020-8249-5]
128. K. Beckman J. Messinger M. R. Badger T. Wydrzynski W. Hillier Photosynth. Res. 2009 102 511
129. K. Beckmann H. Uchtenhagen G. Berggren M. F. Anderlund A. Thapper J. Messinger S. Styring P. Kurz Energy Environ. Sci. 2008 1 668
130. J. Limburg J. S. Vrettos H. Y. Chen J. C. de Paula R. H. Crabtree G. W. Brudvig J. Am. Chem. Soc. 2001 123 423
131. M. M. Najafpour D. M. Boghaei V. McKeec Polyhedron 2010 29 3246
132. D. Shevela S. Koroidov M. M. Najafpour J. Messinger P. Kurz Chem.-Eur. J. 2011 17 5415
133. Z. Zhang J. O. Edwards P. H. Rieger Inorg. Chim. Acta 1994 221 25
134. M. M. Morrison D. T. Sawyer Inorg. Chem. 1978 17 333
135. C. Baffert S. Dumas J. Chauvin J. C. Leprêtre M. N. Collomb A. Deronzier Phys. Chem. Chem. Phys. 2005 7 202
136. M. N. Collomb D. Sauthier A. Deronzier X. Pradon J. Am. Chem. Soc. 1997 119 3173
137. M. N. Collomb D. Sauthier A. Deronzier A. Piron X. Pradon S. Ménage J. Am. Chem. Soc. 1998 120 5373
138. M. Kasuno M. Hayano M. Fujiwara T. Matsushita Polyhedron 2009 28 425
139. Y. Kozlov A. A. Kazakova V. V. Klimov Membr. Cell Biol. 1997 11 115
140. W.-H. Kao V. J. Weibel J. Appl. Electrochem. 1992 22 21
141. R. K. Hocking R. Brimblecombe L. Chang A. Singh M. H. Cheah C. Glover W. H. Casey L. Spiccia Nat. Chem. 2011 3 461
142. R. Brimblecombe G. F. Swiegers G. C. Dismukes L. Spiccia Angew. Chem., Int. Ed. 2008 47 7335
143. A. Singh R. K. Hocking S. L. Y. Chang B. M. George M. Fehr L. Klaus A. Schnegg L. Spiccia Chem. Mater. 2013 25 1098
144. M. M. Najafpour B. Haghighi M. Zarei Ghobadia D. Jafarian Sedigha Chem. Commun. 2013 49 8824
145. M. M. Najafpour A. Nemati Moghaddam Dalton Trans. 2012 41 10292
146. D. Ramalakshmi M. V. Rajasekharan Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Sci. 1999 55 186
147. K. R. Reddy M. V. Rajasekharan N. Arulsamy D. J. Hodgson Inorg. Chem. 1996 35 2283
148. M. M. Najafpour A. Nemati Moghaddam H. Dau I. Zaharieva J. Am. Chem. Soc. 2014 136 7245
149. T. Takashima K. Hashimoto R. Nakamura J. Am. Chem. Soc. 2012 134 18153
150. S. L. Y. Chang A. Singh R. K. Hocking C. Dwyer L. Spiccia J. Mater. Chem. A 2014 2 3730
151. A. Izgorodin O. Winther-Jensen D. R. MacFarlane Aust. J. Chem. 2012 65 638
152. M. Yagi K. Narita J. Am. Chem. Soc. 2004 126 8084
153. K. Narita T. Kuwabara K. Sone K. Shimizu M. Yagi J. Phys. Chem. B 2006 110 23107
154. M. Yagi K. Narita S. Maruyama K. Sone T. Kuwabara K. Shimizu Biochim. Biophys. Acta 2007 1767 660
155. M. Wiechen H. Berends P. Kurz Dalton Trans. 2012 41 21
156. H. M. Berends T. Homburg I. Kunz P. Kurz Appl. Clay Sci. 2011 53 174
157. P. Kurz Dalton Trans. 2009 6103
158. M. M. Najafpour D. Jafarian Sedigh Dalton Trans. 2013 42 12173
159. M. M. Najafpour B. Haghighi D. Jafarian Sedigh M. Zarei Ghobadi Dalton Trans. 2013 42 16683