Synergistic oxygen evolving activity of a TiO2-rich reconstructed SrTiO3(001) surface

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 8, 2015, Pages 2939-2947

  Martirez, John Mark P ^a   Kim, Seungchul ^a,c   Morales, Erie H ^b   Diroll, Benjamin T ^a   Cargnello, Matteo ^a   Gordon, Thomas R ^a   Murray, Christopher B ^a,b   Bonnell, Dawn A ^b   Rappe, Andrew M ^a,b  

^a UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA   (United States)

^b UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA   (United States)

^c Korea Institute of Science and Technology   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATALYSTS; OXYGEN; STRONTIUM ALLOYS; STRONTIUM TITANATES; TITANIUM DIOXIDE; TITANIUM OXIDES;

CATALYTIC PERFORMANCE; CATALYTIC REACTIVITY; ELECTROCHEMICAL MEASUREMENTS; MATERIALS PROCESSING; OXIDATION ACTIVITIES; OXYGEN-EVOLVING ACTIVITIES; PEROVSKITE TYPE OXIDES; THEORETICAL MODELING;

DENSITY FUNCTIONAL THEORY;

OXYGEN; PEROVSKITE; TITANIUM DIOXIDE;

ARTICLE; CATALYST; CHEMICAL BINDING; CHEMICAL STRUCTURE; CONTROLLED STUDY; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTROCHEMICAL ANALYSIS; ELECTRODE; OXIDATION KINETICS; OXYGEN AFFINITY; SURFACE PROPERTY;

EID: 84924326336     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja511332y     Document Type: Article

References (77)

1. Compton, R. G. Comprehensive Chemical Kinetics; Elsevier Science Publishing Company Inc.: Amsterdam, The Netherlands, 1987; Vol. 27.
2. Kanan, M. W.; Nocera, D. G. Science 2008, 321, 1072-5
3. Yang, H. G.; adh S. Z.Qiao, C. H. S.; Zou, J.; Liu, G.; Smith, S. C.; Cheng, H. M.; Lu, G. Q. Nature 2008, 453, 638
4. Esswein, A. J.; Surendranath, Y.; Reece, S. Y.; Nocera, D. G. Energy Environ. Sci. 2011, 4, 499
5. Hocking, R. K.; Brimblecombe, R.; Chang, L.-Y.; Singh, A.; Cheah, M. H.; Glover, C.; Casey, W. H.; Spiccia, L. Nat. Chem. 2011, 3, 461
6. Suntivich, J.; May, K. J.; Gasteiger, H. A.; Goodenough, J. B.; Shao-Horn, Y. Science 2011, 334, 1383-1385
7. Gardner, G. P.; Go, Y. B.; Robinson, D. M.; Smith, P. F.; Hadermann, J.; Abakumov, A.; Greenblatt, M.; Dismukes, G. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 1616-1619
8. Bediako, D. K.; Lassalle-Kaiser, B.; Surendranath, Y.; Yano, J.; Yachandra, V. K.; Nocera, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6801-6809
9. Robinson, D. M.; Go, Y. B.; Mui, M.; Gardner, G.; Zhang, Z.; Mastrogiovanni, D.; Garfunkel, E.; Li, J.; Greenblatt, M.; Dismukes, G. C. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 3494-3501
10. Wrighton, M. S.; Ellis, A. B.; Wolczanski, P. T.; Morse, D. L.; Abrahamson, H. B.; Ginley, D. S. J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 2774-2779
11. Bolts, J. M.; Wrighton, M. S. J. Phys. Chem. 1976, 80, 2641-2645
12. Bocarsly, A. B.; Bolts, J. M.; Cummins, P. G.; Wrighton, M. S. Appl. Phys. Lett. 1977, 31, 568
13. Betley, T. A.; Wu, Q.; Van Voorhis, T.; Nocera, D. G. Inorg. Chem. 2008, 47, 1849-61
14. Matsumura, M.; Hiramoto, M.; Tsubomura, H. J. Electrochem. Soc. 1983, 130, 326
15. Kato, H.; Kudo, A. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 5029-5034
16. Yin, J.; Ye, J.; Zou, Z. Appl. Phys. Lett. 2004, 85, 689
17. Konta, R.; Ishii, T.; Kato, H.; Kudo, A. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 8992-8995
18. Maegli, A.; Yoon, S.; Otal, E.; Karvonen, L.; Mandaliev, P.; Weidenkaff, A. J. Solid State Chem. 2011, 184, 929-936
19. Jiang, Q.; Zegenhagen, J. Surf. Sci. 1999, 425, 343-354
20. Koster, G.; Kropman, B. L.; Rijnders, G. J. H. M.; Blank, D. H. A.; Rogalla, H. Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 2920
21. Castell, M. R. Surf. Sci. 2002, 505, 1-13
22. Erdman, N.; Poeppelmeier, K. R.; Asta, M.; Warschkow, O.; Ellis, D. E.; Marks, L. D. Nature 2002, 419, 55-8
23. Erdman, N.; Marks, L. Surf. Sci. 2003, 526, 107-114
24. Erdman, N.; Warschkow, O.; Asta, M.; Peoppelmeier, K. R.; Ellis, D. E.; Marks, L. D. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10050
25. Lanier, C. H.; van der Walle, A.; Erdman, N.; Landree, E.; Warschkow, O.; Kazimirov, A.; Poeppelmeier, K. R.; Zegenhagen, J.; Asta, M.; Marks, L. D. Phys. Rev. B 2007, 76, 045421
26. Bachelet, R.; Sanchez, F.; Palomares, F. J.; Ocal, C.; Fontcuberta, J. Appl. Phys. Lett. 2009, 95, 141915
27. Kienzle, D. M.; Becerra-Toledo, A. E.; Marks, L. D. Phys. Rev. Lett. 2011, 106, 176102-1-4
28. Becerra-Toledo, A.; Castell, M.; Marks, L. Surf. Sci. 2012, 606, 762-765
29. Becerra-Toledo, A.; Enterkin, J.; Kienzle, D.; Marks, L. Surf. Sci. 2012, 606, 791-802
30. Zhu, G.-z.; Radtke, G.; Botton, G. A. Nature 2012, 490, 384-387
31. Wu, C.; Kruska, K.; Castell, M. R. Surf. Sci. 2013, 618, 94-100
32. Gerhold, S.; Wang, Z.; Schmid, M.; Diebold, U. Surf. Sci. 2014, 621, L1-L4
33. Heifets, E.; Piskunov, S.; Kotomin, E. A.; Zhukovskii, Y. F.; Ellis, D. E. Phys. Rev. B 2007, 75, 115417-1-13
34. Herger, R.; Willmott, P.; Bunk, O.; Schleptz, C.; Patterson, B.; Delley, B. Phys. Rev. Lett. 2007, 98, 076102
35. Herger, R.; Willmott, P.; Bunk, O.; Schleptz, C.; Patterson, B.; Delley, B.; Shneerson, V.; Lyman, P.; Saldin, D. Phys. Rev. B 2007, 76, 195435
36. Matsuda, T.; Yoshida, Y.; Mitsuhara, K.; Kido, Y. J. Chem. Phys. 2013, 138, 244705
37. Rieger, P. H. Electrochemistry; 2 nd ed.; Chapman & Hall: New York, 1994.
38. Lin, Y.; Wen, J.; Hu, L.; McCarthy, J. A.; Wang, S.; Poeppelmeier, K. R.; Marks, L. D. Micron 2015, 68, 152-157
39. Nørskov, J. K.; Rossmeisl, J.; Logadottir, A.; Lindqvist, L.; Kitchin, J. R.; Bligaard, T.; Jònsson, H. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 17886-17892
40. Rossmeisl, J.; Logadottir, A.; Nørskov, J. K. Chem. Phys. 2005, 319, 178-184
41. Rossmeisl, J.; Nørskov, J. K.; Taylor, C. D.; Janik, M. J.; Neurock, M. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 21833-21839
42. Rossmeisl, J.; Dimitrievski, K.; Siegbahn, P.; Nørskov, J. K. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 18821-18823
43. Rossmeisl, J.; Qu, Z. W.; Zhu, H.; Kroes, G. J.; Nørskov, J. K. J. Electroanal. Chem. 2007, 607, 83-89
44. Valdés, A.; Qu, Z.-W.; Kroes, G.-J.; Rossmeisl, J.; Nørskov, J. K. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 9872-9879
45. Man, I. C.; Su, H.-Y.; Calle-Vallejo, F.; Hansen, H. A.; Martínez, J. I.; Inoglu, N. G.; Kitchin, J.; Jaramillo, T. F.; Nørskov, J. K.; Rossmeisl, J. ChemCatChem 2011, 3, 1159-1165
46. Bockris, J. O.; Otagawa, T. J. Electrochem. Soc. 1984, 131, 290-302
47. Matsumoto, Y.; Sato, E. Mater. Chem. Phys. 1986, 14, 397-426
48. Vojvodic, A.; Nørskov, J. K. Science 2011, 334, 1355-1356
49. Koper, M. T. M. J. Electroanal. Chem. 2011, 660, 254-260
50. Evarestov, R.; Bandura, A.; Alexandrov, V. Surf. Sci. 2007, 601, 18441856
51. Baniecki, J. D.; Ishii, M.; Kurihara, K.; Yamanaka, K.; Yano, T.; Shinozaki, K.; Imada, T.; Kobayashi, Y. J. Appl. Phys. 2009, 106, 054109
52. Guhl, H.; Miller, W.; Reuter, K. Phys. Rev. B 2010, 81, 155455
53. Hussain, H.; Torrelles, X.; Rajput, P.; Nicotra, M.; Thornton, G.; Zegenhagen, J. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 10980-10988
54. Wang, Z.; Hao, X.; Gerhold, S.; Novotny, Z.; Franchini, C.; McDermott, E.; Schulte, K.; Schmid, M.; Diebold, U. Phys. Chem. C 2013, 117, 26060-26069
55. Li, W.; Liu, S.; Wang, S.; Guo, Q.; Guo, J. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 2469-2474
56. Enterkin, J. A.; Subramanian, A. K.; Russell, B. C.; Castell, M. R.; Poeppelmeier, K. R.; Marks, L. D. Nat. Mater. 2010, 9, 245
57. Cramer, C.; Tolman, W.; Theopold, K.; Rheingold, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A 2003, 100, 3635-3640
58. NIST Chemistry WebBook; http://webbook.nist.gov/chemistry/.
59. Doornkamp, C.; Ponec, V. J. Mol. Catal. A: Chem. 2000, 162, 19-32
60. Ferreira, K. N.; Iverson, T. M.; Maghiaoui, K.; Barber, j.; Iwata, S. Science 2004, 303, 1831-1838
61. Umena, Y.; Kawakami, K.; Shen, J.-R.; Kamiya, N. Nature 2011, 473, 55-60
62. Dau, H.; Limberg, C.; Reier, T.; Risch, M.; Roggan, S.; Strasser, P. ChemCatChem 2010, 2, 724-761
63. Barber, J. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 185-196
64. Liu, F.; Concepcion, J. J.; Jurss, J. W.; Cardolaccia, T.; Templeton, J. L.; Meyer, T. J. Inorg. Chem. 2008, 47, 1727-1752
65. López, I.; Ertem, M. Z.; Maji, S.; Benet-Buchholz, J.; Keidel, A.; Kuhlmann, U.; Hildebrandt, P.; Cramer, C. J.; Batista, V. S.; Llobet, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 205-209
66. Kawasaki, M.; Takahashi, K.; Maeda, T.; Tsuchiya, R.; Shinohara, M.; Ishiyama, O.; Yonezawa, T.; Yoshimoto, M.; Koinuma, H. Science 1994, 266, 1540-1542
67. Perdew, J. P.; Burke, K.; Ernzerhof, M. Phys. Rev. Lett. 1996, 77, 3865-8
68. Giannozzi, P. J. Phys.: Condens. Matter 2009, 21, 395502-20
69. Cococcioni, M.; de Gironcoli, S. Phys. Rev. B 2005, 71, 035105-1-16
70. Rappe, A. M.; Rabe, K. M.; Kaxiras, E.; Joannopoulos, J. D. Phys. Rev. B 1990, 41, 1227-30
71. Ramer, N. J.; Rappe, A. M. Phys. Rev. B 1999, 59, 12471-8
72. Grinberg, I.; Ramer, N. J.; Rappe, A. M. Phys. Rev. B 2001, 63, 201102(R)-1-4
73. Opium-pseudopotential generation project; http://opium.sourceforge.net.
74. Bengtsson, L. Phys. Rev. B 1999, 59, 12301-4
75. Monkhorst, H. J.; Pack, J. D. Phys. Rev. B 1976, 13, 5188-5192
76. Bockris, J. O. J. Chem. Phys. 1956, 24, 817-827
77. Momma, K.; Izumi, F. J. Appl. Crystallogr. 2008, 41, 653-658