Dual Homogeneous and Heterogeneous Pathways in Photo- and Electrocatalytic Hydrogen Evolution with Nickel(II) Catalysts Bearing Tetradentate Macrocyclic Ligands

ACS Catalysis

Volumn 5, Issue 1, 2015, Pages 356-364

  Chen, Lingjing ^a   Chen, Gui ^a   Leung, Chi Fai ^a   Yiu, Shek Man ^a   Ko, Chi Chiu ^a   Anxolabéhère Mallart, Elodie ^b   Robert, Marc ^b   Lau, Tai Chu ^a  

^a CITY UNIVERSITY OF HONG KONG   (Hong Kong)

^b UNIVERSITÉ PARIS DESCARTES   (France)

Author keywords

electrochemical catalysis; hydrogen evolution; macrocyclic ligands; nickel catalyst; photocatalysis

Indexed keywords

CATALYSIS; CATALYST POISONING; CATALYSTS; COMPLEXATION; ELECTROCATALYSIS; ELECTROCHEMICAL ELECTRODES; ELECTRODES; ELECTROLYSIS; IRIDIUM; LIGANDS; LIGHT SCATTERING; NANOPARTICLES; PHOTOCATALYSIS; PHOTOSENSITIZERS; PROTONS; REDUCTION; SPECTROELECTROCHEMISTRY; SYNTHESIS (CHEMICAL);

ELECTROCHEMICAL BEHAVIORS; ELECTROCHEMICAL CATALYSIS; HYDROGEN EVOLUTION; MACRO-CYCLIC LIGANDS; NICKEL CATALYST; PHOTOCATALYTIC ACTIVITIES; SPECTROELECTROCHEMICAL; TETRADENTATE MACROCYCLIC;

NICKEL;

EID: 84927929464     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cs501534h     Document Type: Article

References (66)

1. Yamauchi, K.; Masaoka, S.; Sakai, K. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8404 - 8406 10.1021/ja902245e
2. Ozawa, H.; Sakai, K. Chem. Commun. 2011, 47, 2227 - 2242 10.1039/c0cc04708b
3. Cline, E. D.; Adamson, S. E.; Bernhard, S. Inorg. Chem. 2008, 47, 10378 - 10388 10.1021/ic800988b
4. Xie, J.; Li, C.; Zhou, Q.; Wang, W.; Hou, Y.; Zhang, B.; Wang, X. Inorg. Chem. 2012, 51, 6376 - 6384 10.1021/ic300655x
5. Appel, A. M.; DuBois, D. L.; DuBois, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12717 - 12726 10.1021/ja054034o
6. Karunadasa, H. I.; Chang, C. J.; Long, J. R. Nature 2010, 464, 1329 - 1333 10.1038/nature08969
7. Karunadasa, H. I.; Montalvo, E.; Sun, Y. J.; Majda, M.; Long, J. R.; Chang, C. J. Science 2012, 335, 698 - 702 10.1126/science.1215868
8. Bhugun, I.; Lexa, D.; Savéant, J.-M. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 3982 - 3983 10.1021/ja954326x
9. Ott, S.; Kritikos, M.; Akermark, B.; Sun, L. C.; Lomoth, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 1006 - 1009 10.1002/anie.200353190
10. Gärtner, F.; Sundararaju, B.; Surkus, A.-E.; Boddien, A.; Loges, B.; Junge, H.; Dixneuf, P. H.; Beller, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 9962 - 9965 10.1002/anie.200905115
11. Kaur-Ghumaan, S.; Schwartz, L.; Lomoth, R.; Stein, M.; Ott, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 8033 - 8036 10.1002/anie.201002719
12. Wang, F.; Liang, W.-J.; Jian, J.-X.; Li, C.-B.; Chen, B.; Tung, C.-H.; Wu, L.-Z. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 8134 - 8138 10.1002/anie.201303110
13. Yu, T.; Zeng, Y.; Chen, J.; Li, Y.-Y.; Yang, G.; Li, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 5631 - 5635 10.1002/anie.201301289
14. Hu, X. L.; Brunschwig, B. S.; Peters, J. C. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8988 - 8998 10.1021/ja067876b
15. Lazarides, T.; McCormick, T.; Du, P.; Luo, G.; Lindley, B.; Eisenberg, R. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9192 - 9194 10.1021/ja903044n
16. Leung, C.-F.; Chen, Y.-Z.; Yu, H.-Q.; Yiu, S.-M.; Ko, C.-C.; Lau, T.-C. Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, 11640 - 11645 10.1016/j.ijhydene.2011.06.062
17. McNamara, W. R.; Han, Z.; Alperin, P. J.; Brennessel, W. W.; Holland, P. L.; Eisenberg, R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15368 - 15371 10.1021/ja207842r
18. Singh, W. M.; Baine, T.; Kudo, S.; Tian, S. L.; Ma, X. A. N.; Zhou, H. Y.; DeYonker, N. J.; Pham, T. C.; Bollinger, J. C.; Baker, D. L.; Yan, B.; Webster, C. E.; Zhao, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 5941 - 5944 10.1002/anie.201200082
19. Efros, L. L.; Thorp, H. H.; Brudvig, G. W.; Crabtree, R. H. Inorg. Chem. 1992, 31, 1722 - 1724 10.1021/ic00035a039
20. McLaughlin, M. P.; McCormick, T. M.; Eisenberg, R.; Holland, P. L. Chem. Commun. 2011, 47, 7989 - 7991 10.1039/c1cc12347e
21. Helm, M. L.; Stewart, M. P.; Bullock, R. M.; DuBois, M. R.; DuBois, D. L. Science 2011, 333, 863 - 866 10.1126/science.1205864
22. Stewart, M. P.; Ho, M.-H.; Wiese, S.; Lindstrom, M. L.; Thogerson, C. E.; Raugei, S.; Bullock, R. M.; Helm, M. L. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 6033 - 6046 10.1021/ja400181a
23. Gross, M. A.; Reynal, A.; Durrant, J. R.; Reisner, E. J. Am. Chem. Soc. 2013, 136, 356 - 366 10.1021/ja410592d
24. Zhang, W.; Hong, J.; Zheng, J.; Huang, Z.; Zhou, J.; Xu, R. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20680 - 20683 10.1021/ja208555h
25. Han, J.; Zhang, W.; Zhou, T.; Wang, X.; Xu, R. RSC Adv. 2012, 2, 8293 - 8296 10.1039/c2ra21422a
26. Cui, H.-h.; Wang, J.-y.; Hu, M.-q.; Ma, C.-b.; Wen, H.-m.; Song, X.-w.; Chen, C.-n. Dalton Trans. 2013, 42, 8684 - 8691 10.1039/c3dt50140j
27. Kagalwala, H. N.; Gottlieb, E.; Li, G.; Li, T.; Jin, R.; Bernhard, S. Inorg. Chem. 2013, 52, 9094 - 9101 10.1021/ic4013069
28. Han, Z.; Shen, L.; Brennessel, W. W.; Holland, P. L.; Eisenberg, R. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 14659 - 14669 10.1021/ja405257s
29. Dong, J.; Wang, M.; Li, X.; Chen, L.; He, Y.; Sun, L. ChemSusChem 2012, 5, 2133 - 2138 10.1002/cssc.201200490
30. Stracke, J. J.; Finke, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14872 - 14875 10.1021/ja205569j
31. Stracke, J. J.; Finke, R. G. ACS Catal. 2014, 4, 909 - 933 10.1021/cs4011716
32. Hong, D.; Jung, J.; Park, J.; Yamada, Y.; Suenobu, T.; Lee, Y.-M.; Nam, W.; Fukuzumi, S. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7606 - 7616 10.1039/c2ee21185h
33. Hong, D.; Mandal, S.; Yamada, Y.; Lee, Y.-M.; Nam, W.; Llobet, A.; Fukuzumi, S. Inorg. Chem. 2013, 52, 9522 - 9531 10.1021/ic401180r
34. Chen, G.; Chen, L.; Ng, S.-M.; Man, W.-L.; Lau, T.-C. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 1789 - 1791 10.1002/anie.201209116
35. Chen, G.; Chen, L.; Ng, S.-M.; Lau, T.-C. ChemSusChem 2014, 7, 127 - 134 10.1002/cssc.201300561
36. Vickers, J. W.; Lv, H.; Sumliner, J. M.; Zhu, G.; Luo, Z.; Musaev, D. G.; Geletii, Y. V.; Hill, C. L. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 14110 - 14118 10.1021/ja4024868
37. Junge, H.; Marquet, N.; Kammer, A.; Denurra, S.; Bauer, M.; Wohlrab, S.; Gärtner, F.; Pohl, M.-M.; Spannenberg, A.; Gladiali, S.; Beller, M. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 12749 - 12758 10.1002/chem.201201472
38. Artero, V.; Fontecave, M. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2338 - 2356 10.1039/c2cs35334b
39. Anxolabéhère-Mallart, E.; Costentin, C.; Fournier, M.; Nowak, S.; Robert, M.; Savéant, J.-M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6104 - 6107 10.1021/ja301134e
40. Ghachtouli, S. E.; Fournier, M.; Cherdo, S.; Guillot, R.; Charlot, M.-F.; Anxolabéhère-Mallart, E.; Robert, M.; Aukauloo, A. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 17073 - 17077 10.1021/jp405134a
41. Ghachtouli, S. E.; Guillot, R.; Brisset, F.; Aukauloo, A. ChemSusChem 2013, 6, 2226 - 2230 10.1002/cssc.201300564
42. Anxolabéhère-Mallart, E.; Costentin, C.; Fournier, M.; Robert, M. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 13377 - 13381 10.1021/jp500813r
43. Cherdo, S.; Ghachtouli, S. E.; Sircoglou, M.; Brisset, F.; Orio, M.; Aukauloo, A. Chem. Commun. 2014, 50, 13514 - 13516 10.1039/C4CC05355A
44. Fang, M.; Engelhard, M. H.; Zhu, Z.; Helm, M. L.; Roberts, J. A. S. ACS Catal. 2013, 4, 90 - 98 10.1021/cs400675u
45. Wang, X.; Goeb, S.; Ji, Z.; Pogulaichenko, N. A.; Castellano, F. N. Inorg. Chem. 2011, 50, 705 - 707 10.1021/ic101731j
46. Du, P.; Schneider, J.; Luo, G.; Brennessel, W. W.; Eisenberg, R. Inorg. Chem. 2009, 48, 4952 - 4962 10.1021/ic900389z
47. Probst, B.; Rodenberg, A.; Guttentag, M.; Hamm, P.; Alberto, R. Inorg. Chem. 2010, 49, 6453 - 6460 10.1021/ic100036v
48. Call, A.; Codolà, Z.; Acuña-Parés, F.; Lloret-Fillol, J. Chem.-Eur. J. 2014, 20, 6171 - 6183 10.1002/chem.201303317
49. Lv, H.; Guo, W.; Wu, K.; Chen, Z.; Bacsa, J.; Musaev, D. G.; Geletii, Y. V.; Lauinger, S. M.; Lian, T.; Hill, C. L. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 14015 - 14018 10.1021/ja5084078
50. McCrory, C. C.; Uyeda, C.; Peters, J. C. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 3164 - 3170 10.1021/ja210661k
51. Lee, C. H.; Villágran, D.; Cook, T. R.; Peters, J. C.; Nocera, D. G. ChemSusChem 2013, 6, 1541 - 1544 10.1002/cssc.201300068
52. Varma, S.; Castillo, C. E.; Stoll, T.; Fortage, J.; Blackman, A. G.; Molton, F.; Deronzier, A.; Collomb, M. N. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013, 15, 17544 - 17552 10.1039/c3cp52641k
53. Ghosh, M.; Weyhermuller, T.; Wieghardt, K. Dalton Trans. 2010, 39, 1996 - 2007 10.1039/b916682c
54. Yamada, Y.; Miyahigashi, T.; Kotani, H.; Ohkubo, K.; Fukuzumi, S. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 6111 - 6118 10.1039/c2ee03106j
55. Wang, C.; Cao, S.; Fu, W.-F. Chem. Commun. 2013, 49, 11251 - 11253 10.1039/c3cc46623j
56. Artero, V.; Saveant, J.-M. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 3808 - 3814 10.1039/C4EE01709A
57. Felton, G. A. N.; Glass, R. S.; Lichtenberger, D. L.; Evans, D. H. Inorg. Chem. 2006, 45, 9181 - 9184 10.1021/ic060984e
58. Karn, J. L.; Busch, D. H. Nature 1966, 211, 160 - 162 10.1038/211160a0
59. Alcock, N. W.; Kingston, R. G.; Moore, P.; Pierpoint, C. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1984, 1937 - 1943 10.1039/dt9840001937
60. Uriarte, R.; Mazanec, T. J.; Tau, K. D.; Meek, D. W. Inorg. Chem. 1980, 19, 79 - 85 10.1021/ic50203a018
61. Lowry, M. S.; Goldsmith, J. I.; Slinker, J. D.; Rohl, R.; Pascal, R. A., Jr.; Malliaras, G. G.; Bernhard, S. Chem. Mater. 2005, 17, 5712 - 5719 10.1021/cm051312+
62. Riker-Nappier, J.; Meek, D. W. Chem. Commun. 1974, 442 - 443 10.1039/c39740000442
63. Keypour, H.; Stotter, D. A. Inorg. Chim. Acta 1979, 33, L149 - L150 10.1016/S0020-1693(00)89430-X
64. Vincze, L.; Sándor, F.; Pém, J.; Bosnyák, G. J. Photoch. Photobio. A: Chem. 1999, 120, 11 - 14 10.1016/S1010-6030(98)00410-9
65. Hu, X.; Brunschwig, B. S.; Peters, J. C. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8988 - 8998 10.1021/ja067876b
66. Costentin, C.; Drouet, S.; Robert, M.; Savéant, J.-M. Science 2012, 338, 90 - 94 10.1126/science.1224581